JP2023107182A - Semiconductor device and physical quantity sensor device - Google Patents

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JP2023107182A JP2022085476A JP2022085476A JP2023107182A JP 2023107182 A JP2023107182 A JP 2023107182A JP 2022085476 A JP2022085476 A JP 2022085476A JP 2022085476 A JP2022085476 A JP 2022085476A JP 2023107182 A JP2023107182 A JP 2023107182A
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Abstract

To reduce the time required when selecting an optimum resistance value from series resistors connected to a thermistor, and acquire the data to be measured on the basis of the selected resistance value to improve the accuracy of measurement.SOLUTION: A series resistor selection circuit 1b includes a series resistor group Rg which is connected in series to an NTC thermistor and selects a series resistor from the series resistor group Rg on the basis of a selection signal sel. An A/D converter 1c converts from analog to digital a divided voltage V1 that is derived by dividing an internal supply voltage V0 by the NTC thermistor Rt and the series resistor selected by the series resistor selection circuit 1b and outputs divided voltage data V1d. A control circuit 1d selects a series resistor by actuating the A/D converter 1c in a low-bit-count mode in a period in which a series resistor is selected from within the series resistor group Rg, and actuates the A/D converter 1c in a high-bit-count mode after selecting an optimum series resistor whose divided voltage data V1d falls within a prescribed voltage range.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、温度を検出する半導体装置および温度依存性を有する物理量を検出する物理量センサ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device for detecting temperature and a physical quantity sensor device for detecting a physical quantity having temperature dependence.

車載用の電子機器では環境変化に対応した高い信頼性が求められている。このため、温度等の物理量をセンサで検出し、検出結果を車載通信規格にもとづいて通信を行って、制御対象に対して環境変化に応じた制御を行う技術の重要性が増している。 In-vehicle electronic devices are required to be highly reliable in response to environmental changes. Therefore, the importance of technology for detecting physical quantities such as temperature with sensors, communicating the detection results based on in-vehicle communication standards, and controlling objects to be controlled according to environmental changes is increasing.

図17は従来の温度センサ装置の構成を示す図である。温度センサ装置100は、温度を検出し、検出した温度情報を車載通信規格の1つであるSENT(Single Edge Nibble Transmission)プロトコルを使用して制御装置に送信する装置である。 FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a conventional temperature sensor device. The temperature sensor device 100 is a device that detects temperature and transmits the detected temperature information to a control device using the SENT (Single Edge Nibble Transmission) protocol, which is one of the in-vehicle communication standards.

温度センサ装置100は、電源端子VCC、基準電源端子VSS、出力端子SENTおよびサーミスタ接続端子THERMを有する。また、温度センサ装置100は、内部電源生成回路101、デジタル回路102、出力回路103、デジタル回路用電源生成回路111および抵抗R10を備える。デジタル回路102は、A/D変換器102aを含む。A/D変換器102aはアナログ回路とデジタル回路を混載する回路である。このため、A/D変換器102a内のアナログ回路には内部電源生成回路101により生成された内部電源電圧が供給される。 The temperature sensor device 100 has a power supply terminal VCC, a reference power supply terminal VSS, an output terminal SENT and a thermistor connection terminal THERM. The temperature sensor device 100 also includes an internal power supply generation circuit 101, a digital circuit 102, an output circuit 103, a digital circuit power supply generation circuit 111, and a resistor R10. The digital circuit 102 includes an A/D converter 102a. The A/D converter 102a is a circuit in which an analog circuit and a digital circuit are mixed. Therefore, the internal power supply voltage generated by the internal power supply generation circuit 101 is supplied to the analog circuit in the A/D converter 102a.

内部電源生成回路101は、電源端子VCCに入力される電源電圧から内部電源電圧を生成して、内部電源電圧を装置内の構成部に供給する。デジタル回路用電源生成回路111は、内部電源電圧に基づいてデジタル回路102に供給する電源電圧を生成する。基準電源端子VSSはグランド(GND)等の基準電源電圧に接続され、基準電源電圧は、装置内のデジタル回路102、A/D変換器102aの端子VLおよび出力回路103に接続される。 An internal power supply generation circuit 101 generates an internal power supply voltage from a power supply voltage input to a power supply terminal VCC, and supplies the internal power supply voltage to components within the apparatus. The digital circuit power supply generation circuit 111 generates a power supply voltage to be supplied to the digital circuit 102 based on the internal power supply voltage. A reference power supply terminal VSS is connected to a reference power supply voltage such as ground (GND), and the reference power supply voltage is connected to a digital circuit 102, a terminal VL of an A/D converter 102a and an output circuit 103 in the apparatus.

サーミスタ接続端子THERMおよび基準電源端子VSSには、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタRtが外付けされ、NTCサーミスタRtには、装置内の抵抗R10が直列に接続される。そして、抵抗R10の一端には内部電源電圧が入力されており、NTCサーミスタRtと抵抗R10とで内部電源電圧を分圧した分圧電圧が生成され、A/D変換器102aの端子VINに分圧電圧が入力される。 An NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistor Rt is externally attached to the thermistor connection terminal THERM and the reference power supply terminal VSS, and a resistor R10 in the device is connected in series to the NTC thermistor Rt. An internal power supply voltage is input to one end of the resistor R10, and a divided voltage is generated by dividing the internal power supply voltage by the NTC thermistor Rt and the resistor R10, and is divided to the terminal VIN of the A/D converter 102a. A voltage is input.

A/D変換器102aの端子VHには、内部電源電圧から生成された基準電圧VREFが入力され、さらにデジタル回路102内で生成されたクロック信号AD-CLKがA/D変換器102aに入力される。 A reference voltage VREF generated from an internal power supply voltage is input to a terminal VH of the A/D converter 102a, and a clock signal AD-CLK generated within the digital circuit 102 is input to the A/D converter 102a. be.

A/D変換器102aは、クロック信号AD-CLKに同期して端子VINに入力される温度情報を示すアナログの分圧電圧をデジタル値に変換し、変換したデジタル値を出力回路103に送信する。出力回路103は、受信したデジタル値をSENTプロトコルのフォーマットに変換して、対向の制御装置へ温度データを送信する。 The A/D converter 102a converts an analog divided voltage indicating temperature information input to the terminal VIN into a digital value in synchronization with the clock signal AD-CLK, and transmits the converted digital value to the output circuit 103. . The output circuit 103 converts the received digital value into the SENT protocol format and transmits the temperature data to the opposite control device.

関連する技術としては、例えば、物理量センサと制御装置との通信を車載通信規格で行う技術が提案されている(特許文献1)。また、調整情報にもとづいて、物理量の特性を調整する技術が提案されている(特許文献2)。さらに、制御信号に応じて抵抗値が可変する可変抵抗手段を備え、可変制御された可変抵抗手段の抵抗値とサーミスタの等価抵抗値とにより分圧電圧値を求める技術が提案されている(特許文献3)。 As a related technique, for example, a technique of performing communication between a physical quantity sensor and a control device according to an in-vehicle communication standard has been proposed (Patent Document 1). Also, a technique for adjusting the characteristics of physical quantities based on adjustment information has been proposed (Patent Document 2). Furthermore, a technique has been proposed in which a variable resistance means is provided whose resistance value is variable according to a control signal, and a divided voltage value is obtained from the resistance value of the variably controlled variable resistance means and the equivalent resistance value of the thermistor (Patent Reference 3).

特開2016-111501号公報JP 2016-111501 A 特開2018-119972号公報JP 2018-119972 A 特開平4-109132号公報JP-A-4-109132

図18はNTCサーミスタの温度依存性を示す図である。縦軸は抵抗値(kΩ)であり、横軸は温度(°C)である。サーミスタは、温度係数が大きく、温度に応じて抵抗値k0が変化する抵抗体であり、特にNTCサーミスタは、温度の上昇に対して抵抗値k0が減少する抵抗体である。 FIG. 18 is a diagram showing temperature dependence of an NTC thermistor. The vertical axis is the resistance value (kΩ) and the horizontal axis is the temperature (°C). A thermistor has a large temperature coefficient and is a resistor whose resistance value k0 changes according to temperature. In particular, an NTC thermistor is a resistor whose resistance value k0 decreases as temperature rises.

図19はNTCサーミスタを使用した回路の一例を示す図である。NTCサーミスタRtを用いた一般的な回路としては、電源電圧を抵抗R10とNTCサーミスタRtとで抵抗分割して分圧電圧を生成するものがある。 FIG. 19 is a diagram showing an example of a circuit using an NTC thermistor. As a general circuit using the NTC thermistor Rt, there is one that divides the power supply voltage with the resistor R10 and the NTC thermistor Rt to generate a divided voltage.

NTCサーミスタRtは、温度変化に対して抵抗値が感度よく変化するので、NTCサーミスタRtと抵抗R10とから生成される分圧電圧も温度変化に応じて変動する。このため、分圧電圧の変動値にもとづいて温度を検出することができる。なお、このような回路では、NTCサーミスタRtに接続される抵抗R10の抵抗値を、測定対象とする所望の温度レンジで分圧電圧が出力されるような抵抗値とすることが重要となる。 Since the resistance value of the NTC thermistor Rt changes with sensitivity to temperature changes, the divided voltage generated by the NTC thermistor Rt and the resistor R10 also fluctuates according to temperature changes. Therefore, the temperature can be detected based on the fluctuation value of the divided voltage. In such a circuit, it is important to set the resistance value of the resistor R10 connected to the NTC thermistor Rt so that the divided voltage is output in the desired temperature range to be measured.

図20は分圧電圧の温度依存性を示す図である。縦軸は分圧電圧(V)であり、横軸は温度(°C)である。NTCサーミスタRtの周辺温度の上昇に伴ってNTCサーミスタRtの抵抗値は減少するので分圧電圧も減少していくことになる。 FIG. 20 is a diagram showing the temperature dependence of the divided voltage. The vertical axis is divided voltage (V) and the horizontal axis is temperature (°C). As the temperature around the NTC thermistor Rt increases, the resistance value of the NTC thermistor Rt decreases, so the divided voltage also decreases.

しかしながら、測定対象の温度レンジが広い場合、温度レンジの両端では分圧電圧の温度依存性が飽和する。このため、温度レンジの両端側の温度変化範囲H1、H3に対する分圧電圧の変化量は、温度レンジの中央側の温度変化範囲H2に対する分圧電圧の変化量よりも小さくなり、温度変化範囲H1、H3では、温度測定精度が低下してしまう。 However, when the temperature range to be measured is wide, the temperature dependence of the divided voltage saturates at both ends of the temperature range. Therefore, the amount of change in the divided voltage for the temperature change ranges H1 and H3 on both ends of the temperature range is smaller than the amount of change in the divided voltage for the temperature change range H2 on the center side of the temperature range. , H3, the temperature measurement accuracy is reduced.

すなわち、温度変化範囲H1、H3では温度依存性が飽和するため分圧電圧の傾きは小さく緩やかなので温度測定精度は低く、温度変化範囲H2では温度依存性が非飽和であるため分圧電圧の傾きは大きく急峻なので温度測定精度が高い。 That is, in the temperature change ranges H1 and H3, the temperature dependence is saturated and the slope of the divided voltage is small and gentle, so the temperature measurement accuracy is low. is large and steep, so temperature measurement accuracy is high.

このような問題点を改善するために、NTCサーミスタRtに直列接続される直列抵抗R10の抵抗値を測定対象の温度レンジに合わせて調整することが考えられる。例えば、上記の特許文献3では、スイッチトキャパシタを用いて直列抵抗の抵抗値を可変として所定の抵抗値を選択している。 In order to improve such problems, it is conceivable to adjust the resistance value of the series resistor R10 connected in series with the NTC thermistor Rt according to the temperature range to be measured. For example, in Patent Document 3 mentioned above, a predetermined resistance value is selected by making the resistance value of the series resistor variable using a switched capacitor.

しかし、特許文献3では、A/D変換器で分圧電圧をデジタル値に変換し、変換したデジタル値と、テーブルに格納された値とを比較して抵抗値の選択を行っているため、A/D変換器が高ビット数であり高分解能の場合、A/D変換時間が長いことから、直列抵抗の抵抗値を変更しながら所定の抵抗値を選択して最終的な分圧電圧を取得するまで時間がかかるものと考えられる。 However, in Patent Document 3, the divided voltage is converted into a digital value by an A/D converter, and the converted digital value is compared with the value stored in the table to select the resistance value. When the A/D converter has a high number of bits and a high resolution, the A/D conversion time is long. It may take some time to obtain it.

特に、逐次比較(SAR:Successive Approximation Register)型A/D変換器やデルタシグマ(ΔΣ)型A/D変換器は高分解能である一方、A/D変換時間が長いため、上記のような抵抗値の選択制御では全体処理の中で適切な温度データの取得が間に合わない場合が生じる可能性がある。 In particular, successive approximation register (SAR) type A/D converters and delta-sigma (ΔΣ) type A/D converters have high resolution, but the A/D conversion time is long, so the above resistors are required. In value selection control, there is a possibility that appropriate temperature data may not be obtained in time for the entire process.

1つの側面では、本発明は、サーミスタに接続される直列抵抗の抵抗値のうちから最適な抵抗値を選択する際の選択時間の短縮化を図り、選択した抵抗値にもとづき測定対象のデータを取得して測定精度を向上させる半導体装置および物理量センサ装置を提供することを目的とする。 In one aspect, the present invention shortens the selection time when selecting the optimum resistance value from among the resistance values of the series resistors connected to the thermistor, and obtains the data to be measured based on the selected resistance value. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a physical quantity sensor device that acquire and improve measurement accuracy.

上記課題を解決するために、半導体装置が提供される。半導体装置は、温度検出用のサーミスタ、直列抵抗選択回路、アナログ/デジタル変換器および制御回路を有する。
直列抵抗選択回路は、サーミスタに直列接続される直列抵抗群を含み、選択信号にもとづいて直列抵抗群のうちから直列抵抗を選択する。アナログ/デジタル変換器は、サーミスタと直列抵抗とで内部電源電圧が分圧された分圧電圧をアナログ/デジタル変換して分圧電圧データを出力する。制御回路は、直列抵抗の選択期間ではアナログ/デジタル変換器を低ビット数モードで動作させて分圧電圧データが所定電圧範囲に入る最適直列抵抗を選択し、最適直列抵抗の選択後、アナログ/デジタル変換器を高ビット数モードで動作させる。
A semiconductor device is provided to solve the above problems. A semiconductor device has a thermistor for temperature detection, a series resistance selection circuit, an analog/digital converter and a control circuit.
The series resistance selection circuit includes a series resistance group connected in series with the thermistor, and selects a series resistance from the series resistance group based on the selection signal. The analog/digital converter analog/digital converts the divided voltage obtained by dividing the internal power supply voltage by the thermistor and the series resistor, and outputs the divided voltage data. The control circuit operates the analog/digital converter in a low bit number mode during the series resistance selection period, selects the optimum series resistance in which the divided voltage data falls within a predetermined voltage range, and selects the optimum series resistance. Operate the digital converter in high-bit-count mode.

また、上記課題を解決するために、物理量センサ装置が提供される。物理量センサ装置は、温度検出用のサーミスタ、物理量センサ、直列抵抗選択回路、マルチプレクサ、アナログ/デジタル変換器および制御回路を有する。 Also, in order to solve the above problems, a physical quantity sensor device is provided. The physical quantity sensor device has a thermistor for temperature detection, a physical quantity sensor, a series resistance selection circuit, a multiplexer, an analog/digital converter and a control circuit.

物理量センサは、物理量を検出して物理量検出信号を出力する。直列抵抗選択回路は、サーミスタに直列接続される直列抵抗群を含み、選択信号にもとづいて直列抵抗群のうちから直列抵抗を選択する。マルチプレクサは、サーミスタと直列抵抗とで内部電源電圧が分圧された分圧電圧と、物理量検出信号とを切替信号にもとづき切り替えて出力する。アナログ/デジタル変換器は、マルチプレクサから出力される分圧電圧および物理量検出信号をそれぞれアナログ/デジタル変換する。 A physical quantity sensor detects a physical quantity and outputs a physical quantity detection signal. The series resistance selection circuit includes a series resistance group connected in series with the thermistor, and selects a series resistance from the series resistance group based on the selection signal. The multiplexer switches and outputs a divided voltage obtained by dividing the internal power supply voltage by the thermistor and the series resistor and the physical quantity detection signal based on the switching signal. The analog/digital converter analog/digital converts the divided voltage and the physical quantity detection signal output from the multiplexer.

また、制御回路は、切替信号によりマルチプレクサから物理量検出信号を出力させ、アナログ/デジタル変換器を高ビット数モードで動作させて、高ビット数モードで物理量検出信号をアナログ/デジタル変換させて第1の物理量検出データを取得し、直列抵抗の選択期間では切替信号によりマルチプレクサから分圧電圧を出力させ、アナログ/デジタル変換器を低ビット数モードで動作させて、低ビット数モードで分圧電圧をアナログ/デジタル変換させて得られる第1の温度データが所定電圧範囲に入る最適直列抵抗を選択し、最適直列抵抗の選択後、アナログ/デジタル変換器を高ビット数モードで動作させて、高ビット数モードで分圧電圧をアナログ/デジタル変換させて第2の温度データを取得し、第1の物理量検出データに対し、第2の温度データと補正係数とにもとづいて演算して第2の物理量検出データを生成する。 Further, the control circuit causes the multiplexer to output the physical quantity detection signal by the switching signal, operates the analog/digital converter in the high bit number mode, analog/digital converts the physical quantity detection signal in the high bit number mode, and converts the physical quantity detection signal into the first physical quantity detection data is acquired, and in the series resistor selection period, a switching signal is used to output the divided voltage from the multiplexer, the analog / digital converter is operated in the low bit number mode, and the divided voltage is output in the low bit number mode. First temperature data obtained by analog/digital conversion selects an optimum series resistance that falls within a predetermined voltage range, and after selecting the optimum series resistance, the analog/digital converter is operated in a high bit number mode to obtain Second temperature data is acquired by analog-to-digital conversion of the divided voltage in the numerical mode, and the second physical quantity is obtained by calculating the first physical quantity detection data based on the second temperature data and the correction coefficient. Generate detection data.

1側面によれば、サーミスタに接続される直列抵抗のうちから最適な抵抗値を選択する際の選択時間の短縮化を図り、選択した抵抗値にもとづき測定対象のデータを取得して測定精度を向上させることが可能になる。 According to one aspect, the selection time is shortened when selecting the optimum resistance value from among the series resistors connected to the thermistor, and the measurement accuracy is improved by acquiring the data to be measured based on the selected resistance value. can be improved.

本発明の半導体装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the semiconductor device of this invention. 半導体装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a semiconductor device. 直列抵抗選択回路の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a series resistance selection circuit; 直列抵抗選択回路の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a configuration of a series resistance selection circuit; 直列抵抗ごとの分圧電圧の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of the voltage division voltage for every series resistance. 直列抵抗判定回路の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the series resistance determination circuit; 物理量センサ装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a physical quantity sensor apparatus. 物理量センサにおける応力とゲージ抵抗との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between stress and gauge resistance in a physical quantity sensor; 物理量センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the physical quantity sensor device; 物理量センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the physical quantity sensor device; 理想圧力データと測定圧力データとの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between ideal pressure data and measured pressure data; 補正係数と温度データとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a correction coefficient and temperature data. A/D変換器の動作電圧の範囲を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a range of operating voltages of an A/D converter; A/D変換器の動作電圧の範囲を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a range of operating voltages of an A/D converter; 半導体装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a semiconductor device. 物理量センサ装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a physical quantity sensor apparatus. 従来の温度センサ装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a conventional temperature sensor device; FIG. NTCサーミスタの温度依存性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing temperature dependence of an NTC thermistor; NTCサーミスタを使用した回路の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit using an NTC thermistor; FIG. 分圧電圧の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of voltage-dividing voltage.

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において実質的に同一の構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings. Elements having substantially the same configuration in the present specification and drawings may be denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

図1は本発明の半導体装置を説明するための図である。半導体装置1は、温度検出用のサーミスタ(以下、NTCサーミスタ)Rt、内部電源生成回路1a、直列抵抗選択回路1b、アナログ/デジタル(以下、A/D)変換器1cおよび制御回路1dを有する。なお、NTCサーミスタRtは、装置内に設けられてもよい。また、A/D変換器1cは、制御回路1d内に含まれてもよい。 FIG. 1 is a diagram for explaining the semiconductor device of the present invention. The semiconductor device 1 has a temperature detection thermistor (NTC thermistor, hereinafter) Rt, an internal power supply generation circuit 1a, a series resistance selection circuit 1b, an analog/digital (A/D, hereinafter) converter 1c, and a control circuit 1d. Note that the NTC thermistor Rt may be provided within the device. Also, the A/D converter 1c may be included in the control circuit 1d.

半導体装置1の電源端子VCCには電源電圧が入力され、内部電源生成回路1aは電源電圧から内部電源電圧V0を生成する。半導体装置1の基準電源端子VSSには基準電源電圧が接続される。 A power supply voltage is input to a power supply terminal VCC of the semiconductor device 1, and the internal power supply generation circuit 1a generates an internal power supply voltage V0 from the power supply voltage. A reference power supply voltage is connected to the reference power supply terminal VSS of the semiconductor device 1 .

直列抵抗選択回路1bは、NTCサーミスタRtに直列接続される直列抵抗群Rgを含み、選択信号selにもとづいて直列抵抗群Rgのうちから直列抵抗を選択する。A/D変換器1cは、NTCサーミスタRtと、直列抵抗選択回路1bで選択された直列抵抗とで内部電源電圧V0が分圧された分圧電圧V1をA/D変換して、温度情報に対応する分圧電圧データV1dを出力する。A/D変換器1cは、例えば、SAR型A/D変換器やΔΣ型A/D変換器である。 The series resistance selection circuit 1b includes a series resistance group Rg connected in series with the NTC thermistor Rt, and selects a series resistance out of the series resistance group Rg based on the selection signal sel. The A/D converter 1c A/D-converts the divided voltage V1 obtained by dividing the internal power supply voltage V0 by the NTC thermistor Rt and the series resistor selected by the series resistor selection circuit 1b, and converts it into temperature information. It outputs the corresponding divided voltage data V1d. The A/D converter 1c is, for example, a SAR type A/D converter or a ΔΣ type A/D converter.

制御回路1dは、直列抵抗群Rgのうちから直列抵抗を選択する期間においては、ビット数切替信号d1によりA/D変換器1cを低ビット数モードの低分解能で動作させ、分圧電圧データV1dが所定電圧範囲に入るまで選択信号selを出力して直列抵抗を順次変更する(状態St1)。 The control circuit 1d operates the A/D converter 1c at a low resolution in a low bit number mode according to the bit number switching signal d1 during the period in which the series resistor is selected from the series resistor group Rg, and divides the voltage data V1d. The selection signal sel is output to sequentially change the series resistors until the V falls within a predetermined voltage range (state St1).

また、制御回路1dは、分圧電圧データV1dが所定電圧範囲に入る直列抵抗(最適直列抵抗)を選択した後は、ビット数切替信号d1によりA/D変換器1cを高ビット数モードの高分解能で動作させる(状態St2)。 After the control circuit 1d selects the series resistance (optimum series resistance) in which the divided voltage data V1d falls within the predetermined voltage range, the bit number switching signal d1 causes the A/D converter 1c to switch to the high mode in the high bit number mode. Operate at the resolution (state St2).

このように、半導体装置1では、NTCサーミスタRtに接続される直列抵抗を選択する期間では、A/D変換器1cを低ビット数モードで動作させ、最適直列抵抗の選択後は、A/D変換器1cを高ビット数モードで動作させる。なお、SAR型A/D変換器やΔΣ型A/D変換器は高ビット数であるほど変換時間が長くかかるのは言うまでもない。 Thus, in the semiconductor device 1, the A/D converter 1c is operated in the low bit number mode during the period of selecting the series resistor connected to the NTC thermistor Rt, and after selecting the optimum series resistor, the A/D The converter 1c is operated in high bit number mode. Needless to say, the SAR type A/D converter and the ΔΣ type A/D converter require a longer conversion time as the number of bits increases.

これにより、NTCサーミスタRtに接続される直列抵抗のうちから最適な抵抗値を選択する際の選択時間の短縮化を図ることができ、また選択した直列抵抗の抵抗値にもとづき温度情報に対応する分圧電圧データV1dを取得できるので、測定精度を向上させることが可能になる。 As a result, it is possible to shorten the selection time when selecting the optimum resistance value from among the series resistors connected to the NTC thermistor Rt, and to respond to the temperature information based on the resistance value of the selected series resistor. Since the divided voltage data V1d can be acquired, it is possible to improve the measurement accuracy.

<半導体装置の構成>
次に本発明の半導体装置の構成および動作について以降詳しく説明する。図2は半導体装置の構成の一例を示す図である。半導体装置10は、温度を検出し、検出した温度情報をSENTプロトコルにより制御装置に送信する。なお、SENTプロトコル以外の車載通信規格として、PSI5(Peripheral Sensor Interface 5)またはDSI(Distributed System Interface)などを使用してもよい。また、制御装置は例えば、ECU(Electronic Control Unit)である。
<Structure of semiconductor device>
Next, the configuration and operation of the semiconductor device of the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a semiconductor device. The semiconductor device 10 detects temperature and transmits the detected temperature information to the control device using the SENT protocol. PSI5 (Peripheral Sensor Interface 5) or DSI (Distributed System Interface) may be used as an in-vehicle communication standard other than the SENT protocol. Also, the control device is, for example, an ECU (Electronic Control Unit).

半導体装置10は、電源端子VCC、基準電源端子VSS、出力端子SENTおよびサーミスタ接続端子THERMを有し、また、電源端子VCCに接続され内部電源電圧を生成する内部電源生成回路1aと、内部電源生成回路1aの出力である内部電源電圧V0を基にして、基準電圧を生成する基準電圧生成回路11aおよびデジタル回路の電源を生成するデジタル回路用電源生成回路11bを備える。 The semiconductor device 10 has a power supply terminal VCC, a reference power supply terminal VSS, an output terminal SENT, and a thermistor connection terminal THERM. Based on the internal power supply voltage V0, which is the output of the circuit 1a, a reference voltage generating circuit 11a for generating a reference voltage and a digital circuit power supply generating circuit 11b for generating a power supply for the digital circuit are provided.

さらに、半導体装置10は、直列抵抗選択回路12、デジタル回路13および出力バッファ14を備える。デジタル回路13は、図1の制御回路1dの機能を有し、直列抵抗判定回路13a、発振器13b、A/D変換器13c、論理回路13d、メモリ13eおよびエンコーダ13fを含む。なお、直列抵抗判定回路13aは、論理回路13d内に含まれてもよい。また、A/D変換器13cは、アナログ回路とデジタル回路とを混載する回路である。このため、A/D変換器13cは、内部のアナログ回路の電源として内部電源電圧V0が供給される。 Further, the semiconductor device 10 includes a series resistance selection circuit 12, a digital circuit 13 and an output buffer 14. FIG. The digital circuit 13 has the function of the control circuit 1d of FIG. 1, and includes a series resistance determination circuit 13a, an oscillator 13b, an A/D converter 13c, a logic circuit 13d, a memory 13e and an encoder 13f. Incidentally, the series resistance determination circuit 13a may be included in the logic circuit 13d. Also, the A/D converter 13c is a circuit in which an analog circuit and a digital circuit are mixed. Therefore, the A/D converter 13c is supplied with the internal power supply voltage V0 as the power supply for the internal analog circuit.

電源端子VCCには内部電源生成回路1aが接続される。基準電源端子VSSはGND等の基準電源電圧に接続され、基準電源電圧は、装置内のデジタル回路13、A/D変換器13cの端子VLおよび出力バッファ14に接続される。 An internal power supply generation circuit 1a is connected to the power supply terminal VCC. The reference power supply terminal VSS is connected to a reference power supply voltage such as GND, and the reference power supply voltage is connected to the digital circuit 13, the terminal VL of the A/D converter 13c and the output buffer 14 in the device.

内部電源生成回路1aは、電源端子VCCから印加される電源電圧に対して装置内の回路をサージ破壊から保護すると共に内部電源電圧V0を生成し、内部電源電圧V0を直列抵抗選択回路12、基準電圧生成回路11a、デジタル回路用電源生成回路11b、A/D変換器13cおよび出力バッファ14に供給する。 The internal power supply generation circuit 1a protects the circuits in the device from surge damage against the power supply voltage applied from the power supply terminal VCC and generates an internal power supply voltage V0. It is supplied to the voltage generating circuit 11a, the digital circuit power source generating circuit 11b, the A/D converter 13c and the output buffer .

基準電圧生成回路11aは、内部電源電圧V0から基準電圧VREFを生成し、基準電圧VREFをA/D変換器13cに供給する。デジタル回路用電源生成回路11bは、内部電源電圧V0からデジタル回路用電源電圧を生成し、デジタル回路用電源電圧をデジタル回路13に供給する。 The reference voltage generation circuit 11a generates a reference voltage VREF from the internal power supply voltage V0 and supplies the reference voltage VREF to the A/D converter 13c. The digital circuit power supply generation circuit 11 b generates a digital circuit power supply voltage from the internal power supply voltage V 0 and supplies the digital circuit power supply voltage to the digital circuit 13 .

サーミスタ接続端子THERMおよび基準電源端子VSSには、NTCサーミスタRtが外付けされる。サーミスタ接続端子THERMに接続されるNTCサーミスタRtの一端は、直列抵抗選択回路12およびA/D変換器13cの端子VINに接続される。 An NTC thermistor Rt is externally attached to the thermistor connection terminal THERM and the reference power supply terminal VSS. One end of the NTC thermistor Rt connected to the thermistor connection terminal THERM is connected to the series resistance selection circuit 12 and the terminal VIN of the A/D converter 13c.

直列抵抗判定回路13aは、直列抵抗を選択するための選択信号sel-x(x=0、1、2、・・・)を直列抵抗選択回路12に送信する。直列抵抗選択回路12は、複数の直列抵抗からなる直列抵抗群を含み、選択信号sel-xにもとづいてNTCサーミスタRtに接続すべき直列抵抗を直列抵抗群のうちから選択する。発振器13bは、基準クロックおよび基準クロックに同期したクロック信号AD-CLKを発振する。 The series resistance determination circuit 13a transmits a selection signal sel-x (x=0, 1, 2, . . . ) to the series resistance selection circuit 12 for selecting a series resistance. Series resistor selection circuit 12 includes a series resistor group consisting of a plurality of series resistors, and selects a series resistor to be connected to NTC thermistor Rt from the series resistor group based on selection signal sel-x. Oscillator 13b oscillates a reference clock and a clock signal AD-CLK synchronized with the reference clock.

A/D変換器13cにおいて、端子VHには基準電圧VREFが入力され、端子VINには分圧電圧V1が入力される。A/D変換器13cは、例えば、SAR型A/D変換器やΔΣ型A/D変換器であり、クロック信号AD-CLKに同期して端子VINに入力されるアナログの分圧電圧V1を、デジタルの分圧電圧データである温度データに変換し、温度データを論理回路13dに送信する。 In the A/D converter 13c, the reference voltage VREF is input to the terminal VH, and the divided voltage V1 is input to the terminal VIN. The A/D converter 13c is, for example, a SAR type A/D converter or a ΔΣ type A/D converter, and converts the analog divided voltage V1 input to the terminal VIN in synchronization with the clock signal AD-CLK. , into temperature data, which is digital divided voltage data, and transmits the temperature data to the logic circuit 13d.

論理回路13dは、基準クロックに同期して動作し、メモリ13eに格納されている各種特性のパラメータ値や補正係数にもとづいて、A/D変換器13cから出力されたデータの補正演算を行い、演算結果をエンコーダ13fに出力する。また、論理回路13dは、図示しないアクセスポートを介して例えば、通信規格としてI2C(Inter Integrated Circuit)による通信を行う。 The logic circuit 13d operates in synchronization with a reference clock, and performs a correction operation on the data output from the A/D converter 13c based on the parameter values and correction coefficients of various characteristics stored in the memory 13e, The calculation result is output to the encoder 13f. In addition, the logic circuit 13d performs communication according to, for example, I2C (Inter Integrated Circuit) as a communication standard via an access port (not shown).

論理回路13dは、例えば、I2Cを介して試験用端末に接続され、試験用端末から送信されるI2Cフォーマットのデータにもとづいて、メモリ13eに格納されるパラメータ値や補正係数の書き換え等を行うことができる。 The logic circuit 13d is connected to the test terminal via I2C, for example, and rewrites the parameter values and correction coefficients stored in the memory 13e based on I2C format data transmitted from the test terminal. can be done.

エンコーダ13fは、温度データをSENTプロトコルのフォーマットに変換して出力バッファ14に送信する。出力バッファ14は、PチャネルのMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)であるPMOSトランジスタm1およびNチャネルのMOSFETであるNMOSトランジスタm2を含む。 The encoder 13f converts the temperature data into the format of the SENT protocol and transmits it to the output buffer 14. FIG. The output buffer 14 includes a PMOS transistor m1 that is a P-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) and an NMOS transistor m2 that is an N-channel MOSFET.

PMOSトランジスタm1のゲートは、NMOSトランジスタm2のゲートおよびエンコーダ13fの出力端子に接続される。PMOSトランジスタm1のソースには内部電源電圧V0が入力され、NMOSトランジスタm2のソースは、基準電源端子VSSに接続される。 The gate of PMOS transistor m1 is connected to the gate of NMOS transistor m2 and the output terminal of encoder 13f. An internal power supply voltage V0 is input to the source of the PMOS transistor m1, and the source of the NMOS transistor m2 is connected to the reference power supply terminal VSS.

PMOSトランジスタm1のドレインは、NMOSトランジスタm2のドレインおよび出力端子SENTに接続される。このような構成の出力バッファ14は、エンコーダ13fからの出力される温度データをバッファリングして、出力端子SENTを介して温度データを制御装置へ出力する。 The drain of the PMOS transistor m1 is connected to the drain of the NMOS transistor m2 and the output terminal SENT. The output buffer 14 having such a configuration buffers the temperature data output from the encoder 13f and outputs the temperature data to the control device via the output terminal SENT.

<直列抵抗選択回路の構成>
図3は直列抵抗選択回路の構成の一例を示す図である。直列抵抗選択回路12-1は、抵抗R0、・・・、R4およびアナログスイッチsw0、・・・、sw4を備える。抵抗R0、・・・、R4は、NTCサーミスタRtに接続されうる直列抵抗であり、抵抗値がそれぞれ異なる。
<Structure of series resistor selection circuit>
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a series resistance selection circuit. The series resistor selection circuit 12-1 includes resistors R0, . . . , R4 and analog switches sw0, . The resistors R0, . . . , R4 are series resistors that can be connected to the NTC thermistor Rt, and have different resistance values.

アナログスイッチsw0は、PMOSトランジスタMp0、NMOSトランジスタMn0およびインバータIC0を含み、アナログスイッチsw1は、PMOSトランジスタMp1、NMOSトランジスタMn1およびインバータIC1を含み、アナログスイッチsw2は、PMOSトランジスタMp2、NMOSトランジスタMn2およびインバータIC2を含む。 Analog switch sw0 includes PMOS transistor Mp0, NMOS transistor Mn0 and inverter IC0, analog switch sw1 includes PMOS transistor Mp1, NMOS transistor Mn1 and inverter IC1, and analog switch sw2 includes PMOS transistor Mp2, NMOS transistor Mn2 and inverter. Includes IC2.

同様に、アナログスイッチsw3は、PMOSトランジスタMp3、NMOSトランジスタMn3およびインバータIC3を含み、アナログスイッチsw4は、PMOSトランジスタMp4、NMOSトランジスタMn4およびインバータIC4を含む。 Similarly, analog switch sw3 includes PMOS transistor Mp3, NMOS transistor Mn3 and inverter IC3, and analog switch sw4 includes PMOS transistor Mp4, NMOS transistor Mn4 and inverter IC4.

各構成素子の接続関係について説明する。抵抗R0の一端は、抵抗R1、・・・、R4の一端に接続される。抵抗R0、・・・、R4の一端には、内部電源電圧V0が入力される。抵抗R0の他端は、PMOSトランジスタMp0のソースおよびNMOSトランジスタMn0のドレインに接続される。NMOSトランジスタMn0のゲートは、インバータIC0の入力端子に接続され、PMOSトランジスタMp0のゲートは、インバータIC0の出力端子に接続される。また、NMOSトランジスタMn0のゲートおよびインバータIC0の入力端子には、直列抵抗判定回路13aから出力される選択信号sel-0が入力される。 The connection relationship of each component will be described. One end of the resistor R0 is connected to one end of the resistors R1, . . . , R4. An internal power supply voltage V0 is input to one end of the resistors R0, . . . , R4. The other end of resistor R0 is connected to the source of PMOS transistor Mp0 and the drain of NMOS transistor Mn0. The gate of NMOS transistor Mn0 is connected to the input terminal of inverter IC0, and the gate of PMOS transistor Mp0 is connected to the output terminal of inverter IC0. A selection signal sel-0 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the gate of the NMOS transistor Mn0 and the input terminal of the inverter IC0.

抵抗R1の他端は、PMOSトランジスタMp1のソースおよびNMOSトランジスタMn1のドレインに接続される。NMOSトランジスタMn1のゲートは、インバータIC1の入力端子に接続され、PMOSトランジスタMp1のゲートは、インバータIC1の出力端子に接続される。また、NMOSトランジスタMn1のゲートおよびインバータIC1の入力端子には、直列抵抗判定回路13aから出力される選択信号sel-1が入力される。 The other end of resistor R1 is connected to the source of PMOS transistor Mp1 and the drain of NMOS transistor Mn1. The gate of the NMOS transistor Mn1 is connected to the input terminal of the inverter IC1, and the gate of the PMOS transistor Mp1 is connected to the output terminal of the inverter IC1. A selection signal sel-1 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the gate of the NMOS transistor Mn1 and the input terminal of the inverter IC1.

抵抗R2の他端は、PMOSトランジスタMp2のソースおよびNMOSトランジスタMn2のドレインに接続される。NMOSトランジスタMn2のゲートは、インバータIC2の入力端子に接続され、PMOSトランジスタMp2のゲートは、インバータIC2の出力端子に接続される。また、NMOSトランジスタMn2のゲートおよびインバータIC2の入力端子には、直列抵抗判定回路13aから出力される選択信号sel-2が入力される。 The other end of resistor R2 is connected to the source of PMOS transistor Mp2 and the drain of NMOS transistor Mn2. The gate of the NMOS transistor Mn2 is connected to the input terminal of the inverter IC2, and the gate of the PMOS transistor Mp2 is connected to the output terminal of the inverter IC2. A selection signal sel-2 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the gate of the NMOS transistor Mn2 and the input terminal of the inverter IC2.

抵抗R3の他端は、PMOSトランジスタMp3のソースおよびNMOSトランジスタMn3のドレインに接続される。NMOSトランジスタMn3のゲートは、インバータIC3の入力端子に接続され、PMOSトランジスタMp3のゲートは、インバータIC3の出力端子に接続される。また、NMOSトランジスタMn3のゲートおよびインバータIC3の入力端子には、直列抵抗判定回路13aから出力される選択信号sel-3が入力される。 The other end of resistor R3 is connected to the source of PMOS transistor Mp3 and the drain of NMOS transistor Mn3. The gate of the NMOS transistor Mn3 is connected to the input terminal of the inverter IC3, and the gate of the PMOS transistor Mp3 is connected to the output terminal of the inverter IC3. A selection signal sel-3 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the gate of the NMOS transistor Mn3 and the input terminal of the inverter IC3.

抵抗R4の他端は、PMOSトランジスタMp4のソースおよびNMOSトランジスタMn4のドレインに接続される。NMOSトランジスタMn4のゲートは、インバータIC4の入力端子に接続され、PMOSトランジスタMp4のゲートは、インバータIC4の出力端子に接続される。また、NMOSトランジスタMn4のゲートおよびインバータIC4の入力端子には、直列抵抗判定回路13aから出力される選択信号sel-4が入力される。 The other end of resistor R4 is connected to the source of PMOS transistor Mp4 and the drain of NMOS transistor Mn4. The gate of NMOS transistor Mn4 is connected to the input terminal of inverter IC4, and the gate of PMOS transistor Mp4 is connected to the output terminal of inverter IC4. A selection signal sel-4 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the gate of the NMOS transistor Mn4 and the input terminal of the inverter IC4.

さらに、ノードOUTは、PMOSトランジスタMp0のドレインおよびNMOSトランジスタMn0のソースに接続され、PMOSトランジスタMp1のドレインおよびNMOSトランジスタMn1のソースに接続され、PMOSトランジスタMp2のドレインおよびNMOSトランジスタMn2のソースに接続される。 Furthermore, the node OUT is connected to the drain of the PMOS transistor Mp0 and the source of the NMOS transistor Mn0, connected to the drain of the PMOS transistor Mp1 and the source of the NMOS transistor Mn1, and connected to the drain of the PMOS transistor Mp2 and the source of the NMOS transistor Mn2. be.

さらにまた、ノードOUTは、PMOSトランジスタMp3のドレインおよびNMOSトランジスタMn3のソースに接続され、PMOSトランジスタMp4のドレインおよびNMOSトランジスタMn4のソースに接続される。なお、ノードOUTから分圧電圧V1が出力される。 Furthermore, the node OUT is connected to the drain of the PMOS transistor Mp3 and the source of the NMOS transistor Mn3, and is connected to the drain of the PMOS transistor Mp4 and the source of the NMOS transistor Mn4. A divided voltage V1 is output from the node OUT.

上記のように複数の直列抵抗R0、・・・、R4を用意しておき、選択信号sel-x(x=0、・・・、4)にもとづいてアナログスイッチsw0、・・・・、sw4のいずれかをオンすることで、直列抵抗R0、・・・、R4のうちから任意の抵抗を1つ選択することができる。 A plurality of series resistors R0, . . . , R4 are prepared as described above, and the analog switches sw0, . , any one of the series resistors R0, . . . , R4 can be selected.

例えば、選択信号sel-4をHレベルにし、選択信号sel-0、・・・、sel3をLレベルにした場合、抵抗R4が選択されて抵抗R4がNTCサーミスタRtに電気的に接続される。よって、NTCサーミスタRtと抵抗R4とで内部電源電圧V0が分圧された分圧電圧V1がノードOUTから出力されることになる。 For example, when the selection signal sel-4 is at H level and the selection signals sel-0, . Therefore, the divided voltage V1 obtained by dividing the internal power supply voltage V0 by the NTC thermistor Rt and the resistor R4 is output from the node OUT.

図4は直列抵抗選択回路の構成の一例を示す図である。直列抵抗選択回路12-2は、図3に示した直列抵抗選択回路12-1と基本構成は同じである。異なる点は、抵抗R0、・・・、R4のうちの抵抗R1、・・・、R4が抵抗R0の抵抗値を基準に重み付けされていることである。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a series resistance selection circuit. The series resistance selection circuit 12-2 has the same basic configuration as the series resistance selection circuit 12-1 shown in FIG. , R4 among the resistors R0, . . . , R4 are weighted based on the resistance value of the resistor R0.

また、図3では1つの選択信号sel-xのみをHレベルにして1つの抵抗を選択したが、図4の構成では、1つまたは複数の選択信号sel-xをHレベルにして1つまたは複数の抵抗を選択することができる。 Also, in FIG. 3, only one selection signal sel-x is set to H level to select one resistor, but in the configuration of FIG. 4, one or more selection signals sel-x are set to H level to select one or Multiple resistors can be selected.

例えば、抵抗R0の抵抗値をRとした場合、抵抗R1の抵抗値をRの2倍の2R、抵抗R2の抵抗値をRの2倍の4R、抵抗R3の抵抗値をRの2倍の8R、抵抗R4の抵抗値をRの2倍の16Rとしている。 For example, if the resistance value of the resistor R0 is R, the resistance value of the resistor R1 is 2R, which is twice R, the resistance value of the resistor R2 is 4R, which is 22 times R, and the resistance value of the resistor R3 is 23 R. The resistance value of the resistor R4 is 16R, which is 24 times the value of R.

また、選択信号sel-0、sel-1をHレベルにし、選択信号sel-2、sel-3、sel-4をLレベルにすれば、抵抗R0と抵抗R1の合成抵抗が選択されることになる。このような構成にすることにより、NTCサーミスタRtに接続される直列抵抗の抵抗値として、図3の構成よりも等間隔でより細分化した抵抗値を設定することができる。 If the selection signals sel-0 and sel-1 are set to H level and the selection signals sel-2, sel-3 and sel-4 are set to L level, the combined resistance of resistors R0 and R1 is selected. Become. With such a configuration, as the resistance value of the series resistor connected to the NTC thermistor Rt, it is possible to set the resistance value more subdivided at equal intervals than in the configuration of FIG.

<直列抵抗ごとの分圧電圧の温度依存性>
図5は直列抵抗ごとの分圧電圧の温度依存性を示す図である。縦軸は分圧電圧(V)であり、横軸は温度(°C)である。グラフk1、・・・、k5はそれぞれ、直列抵抗値が100kΩ、10kΩ、1kΩ、250Ω、100Ωの場合の分圧電圧温度依存性を示している。
<Temperature dependence of divided voltage for each series resistor>
FIG. 5 is a diagram showing the temperature dependence of the divided voltage for each series resistor. The vertical axis is divided voltage (V) and the horizontal axis is temperature (°C). Graphs k1, .

ここで、分圧電圧が閾値Aから閾値Bの範囲(以下、温度依存性非飽和領域と呼ぶ場合がある)は、分圧電圧に対する温度依存性が非飽和であるため温度変化に対する分圧電圧の変化量が大きい。このため、測定対象とする温度レンジにおいて、分圧電圧が閾値Aから閾値Bの間の温度依存性非飽和領域に入るような抵抗値を有する直列抵抗を選択することにより、温度測定精度を向上させることができる。 Here, the range of the divided voltage from the threshold value A to the threshold value B (hereinafter sometimes referred to as the temperature dependent unsaturated region) is the temperature dependent voltage with respect to the temperature change. change is large. Therefore, in the temperature range to be measured, the temperature measurement accuracy is improved by selecting a series resistor that has a resistance value that allows the divided voltage to fall within the temperature-dependent unsaturated region between threshold A and threshold B. can be made

<直列抵抗判定回路の動作>
図6は直列抵抗判定回路の動作を示すフローチャートである。
〔ステップS1〕直列抵抗判定回路13aは、直列抵抗選択回路12に含まれる複数の直列抵抗のうちから直列抵抗Rxを選択するための選択信号sel-xを直列抵抗選択回路12に送信する。
<Operation of Series Resistance Determining Circuit>
FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the series resistance determination circuit.
[Step S1] The series resistance determination circuit 13a transmits to the series resistance selection circuit 12 a selection signal sel-x for selecting a series resistance Rx from a plurality of series resistances included in the series resistance selection circuit 12. FIG.

〔ステップS2〕直列抵抗判定回路13aは、A/D変換器13cにビット数切替信号d1を送信してA/D変換器13cのビット数モードを低ビット数モード(例えば、2ビット数モード)に設定する。 [Step S2] The series resistance determination circuit 13a sends a bit number switching signal d1 to the A/D converter 13c to change the bit number mode of the A/D converter 13c to a low bit number mode (for example, a 2-bit number mode). set to

〔ステップS3〕直列抵抗判定回路13aは、分圧電圧V1をA/D変換した後の温度データが閾値Aと閾値Bの間の温度依存性非飽和領域に含まれるか否かを判定する。温度データが温度依存性非飽和領域に対応する電圧範囲に含まれない場合はステップS4の処理に進み、温度データが温度依存性非飽和領域に対応する電圧範囲に含まれる場合はステップS5の処理に進む。 [Step S3] The series resistance determination circuit 13a determines whether or not the temperature data after A/D conversion of the divided voltage V1 is included in the temperature dependent unsaturated region between the threshold A and the threshold B. If the temperature data is not included in the voltage range corresponding to the temperature dependent desaturation region, the process proceeds to step S4, and if the temperature data is included in the voltage range corresponding to the temperature dependent desaturation region, the processing is performed in step S5. proceed to

〔ステップS4〕直列抵抗判定回路13aは、xをインクリメントして、新たな直列抵抗R(x+1)を選択するための選択信号sel-(x+1)を生成して出力する。ステップS1の処理に戻る。 [Step S4] The series resistance determination circuit 13a increments x to generate and output a selection signal sel-(x+1) for selecting a new series resistance R(x+1). Return to the process of step S1.

〔ステップS5〕直列抵抗判定回路13aは、選択した直列抵抗が最適直列抵抗として決定し固定する。
〔ステップS6〕直列抵抗判定回路13aは、A/D変換器13cにビット数切替信号d1を送信して、A/D変換器13cのビット数モードを通常の高ビット数モード(例えば、12ビット数モード)に設定する。
[Step S5] The series resistance determination circuit 13a determines and fixes the selected series resistance as the optimum series resistance.
[Step S6] The series resistance determination circuit 13a sends a bit number switching signal d1 to the A/D converter 13c to change the bit number mode of the A/D converter 13c to a normal high bit number mode (for example, 12 bits). number mode).

上記のように、直列抵抗判定回路13aは、NTCサーミスタRtに接続される直列抵抗を選択する期間では、A/D変換器13cを低ビット数モードで高速に動作させ、直列抵抗選択回路12内の直列抵抗を順次変更しながら、最適な直列抵抗を選択するための判定を行う。 As described above, the series resistance determination circuit 13a causes the A/D converter 13c to operate at high speed in the low bit number mode during the period of selecting the series resistance connected to the NTC thermistor Rt. While sequentially changing the series resistance of , determination is made to select the optimum series resistance.

この場合、直列抵抗を順次変更するごとに直列抵抗選択回路12から出力される分圧電圧V1を、A/D変換器13cが低ビット数モードでA/D変換し、デジタル変換値(温度データ)が閾値Aと閾値Bとの間の電圧範囲に収まっているか否かが判定される。 In this case, the A/D converter 13c A/D-converts the divided voltage V1 output from the series resistance selection circuit 12 each time the series resistance is sequentially changed in the low bit number mode, and the digital conversion value (temperature data ) is within the voltage range between the threshold A and the threshold B or not.

図5に示されるように、所定の温度範囲で直列抵抗の抵抗値を適切に設定すれば分圧電圧抵抗温度依存性が大きい(精度が出る)領域を使用できる。また、直列抵抗の選択の際は、閾値Aおよび閾値Bを適切に設定しておき、直列抵抗の選択の判定中は、A/D変換器13cのビット数モードを2ビットや3ビット等の低ビット数モードにして高速のA/D変換を行う。 As shown in FIG. 5, if the resistance value of the series resistor is appropriately set in a predetermined temperature range, a region in which the divided voltage resistance temperature dependence is large (accurate) can be used. Also, when selecting the series resistor, the threshold A and the threshold B are appropriately set, and the bit number mode of the A/D converter 13c is set to 2 bits, 3 bits, etc. during the determination of the selection of the series resistor. High-speed A/D conversion is performed in the low bit number mode.

これにより、直列抵抗の選択は短時間で処理を完了することができる。また、最適な直列抵抗が選択できた後は、本来の高ビット数モードでA/D変換を行うので、高精度に温度データを取得することが可能になる。 This allows the selection of series resistors to be completed in a short period of time. In addition, after the optimum series resistance is selected, A/D conversion is performed in the original high bit number mode, so it is possible to acquire temperature data with high accuracy.

<物理量センサ装置>
次に本発明の半導体装置1、10を物理量センサ装置に適用した場合について以降詳しく説明する。なお、以降では既述した構成には同一符号を付けて同一構成の説明を省略する場合がある。
<Physical quantity sensor device>
Next, a case where the semiconductor device 1, 10 of the present invention is applied to a physical quantity sensor device will be described in detail. In addition, the same code|symbol may be attached to the structure already mentioned henceforth, and description of the same structure may be abbreviate|omitted.

図7は物理量センサ装置の構成の一例を示す図である。物理量センサ装置10aは、半導体装置10に対して新たな構成要素として、物理量センサ15およびマルチプレクサ(MUX)16を備える。その他の構成要素は半導体装置10と同じである。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a physical quantity sensor device. The physical quantity sensor device 10 a includes a physical quantity sensor 15 and a multiplexer (MUX) 16 as new components to the semiconductor device 10 . Other components are the same as those of the semiconductor device 10 .

物理量センサ15は、定電流源I0、抵抗R11、・・・、R14およびオペアンプ15aを含む。定電流源I0の入力端には、内部電源電圧V0が入力され、定電流源I0の出力端は、抵抗R11の一端および抵抗R12の一端に接続される。抵抗R11の他端は、抵抗R14の一端およびオペアンプ15aの反転端子に接続される。抵抗R12の他端は、抵抗R13の一端およびオペアンプ15aの非反転端子に接続される。抵抗R13の他端および抵抗R14の他端は、基準電源端子VSSに接続される。 The physical quantity sensor 15 includes a constant current source I0, resistors R11, . . . , R14 and an operational amplifier 15a. The internal power supply voltage V0 is input to the input end of the constant current source I0, and the output end of the constant current source I0 is connected to one end of the resistor R11 and one end of the resistor R12. The other end of the resistor R11 is connected to one end of the resistor R14 and the inverting terminal of the operational amplifier 15a. The other end of the resistor R12 is connected to one end of the resistor R13 and the non-inverting terminal of the operational amplifier 15a. The other end of the resistor R13 and the other end of the resistor R14 are connected to the reference power supply terminal VSS.

マルチプレクサ16の一方の入力端子には分圧電圧V1が入力され、マルチプレクサ16の他方の入力端子にはオペアンプ15aから出力される圧力検出信号V2が入力される。マルチプレクサ16の入力切替端子には、論理回路13dから出力される物理量切替信号d2が入力される。マルチプレクサ16の出力信号は、A/D変換器13cの端子VINに入力される。 One input terminal of the multiplexer 16 receives the divided voltage V1, and the other input terminal of the multiplexer 16 receives the pressure detection signal V2 output from the operational amplifier 15a. An input switching terminal of the multiplexer 16 receives a physical quantity switching signal d2 output from the logic circuit 13d. The output signal of the multiplexer 16 is input to the terminal VIN of the A/D converter 13c.

物理量センサ15は、温度依存性を有する物理量の検出として例えば、圧力を検出するセンサである。マルチプレクサ16は、論理回路13dから出力される物理量切替信号d2にもとづいて、温度情報を表す分圧電圧V1または物理量センサ15で検出された圧力検出信号V2を時分割で切り替えて、A/D変換器13cに出力する。 The physical quantity sensor 15 is a sensor that detects, for example, pressure as a temperature-dependent physical quantity. Based on the physical quantity switching signal d2 output from the logic circuit 13d, the multiplexer 16 time-divisionally switches the divided voltage V1 representing the temperature information or the pressure detection signal V2 detected by the physical quantity sensor 15, and performs A/D conversion. output to the device 13c.

<物理量センサによる圧力検出>
図8は物理量センサにおける応力とゲージ抵抗との関係を示す図である。物理量センサ15内の抵抗R11、・・・、R14(ゲージ抵抗)は、半導体チップに形成したダイヤフラム15-1上にホイートストンブリッジ回路を構成しており、抵抗R11、・・・、R14に対して定電流源I0から一定の電流が流される。そして、ダイヤフラム15-1が圧力によってたわむことで生じる抵抗R11、・・・、R14の変動量をオペアンプ15aで増幅して、アナログ値として出力する。
<Pressure detection by physical quantity sensor>
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between stress and gauge resistance in a physical quantity sensor. The resistors R11, . A constant current is supplied from the constant current source I0. . . , R14 caused by the deflection of the diaphragm 15-1 due to pressure are amplified by the operational amplifier 15a and output as an analog value.

具体的には、抵抗R11、・・・、R14に対して矢印方向に定電流源I0からの電流が流れるとする。ダイヤフラム15-1が下に凸でたわむということは、抵抗R11と抵抗R13は抵抗の幅方向に引き伸ばされるので、電流経路が広がり抵抗値は下がることになる。 Specifically, it is assumed that the current from the constant current source I0 flows through the resistors R11, . . . , R14 in the arrow direction. The fact that the diaphragm 15-1 bends in a downward convex shape means that the resistors R11 and R13 are stretched in the width direction of the resistors, so that the current path is widened and the resistance value is lowered.

逆に、抵抗R12と抵抗R14は、電流が流れる方向に対して伸びるので、電流経路が伸びることになって抵抗値が上がることになる。このような抵抗値の変化による電圧変化をオペアンプ15aで増幅して圧力を検出する。 Conversely, since the resistors R12 and R14 extend in the direction in which the current flows, the current path is extended and the resistance value increases. The operational amplifier 15a amplifies the voltage change caused by such a change in the resistance value to detect the pressure.

<物理量センサ装置の動作>
図9は物理量センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。本発明の動作タイミングチャートを示す前に、本発明の機能を有していない構成における動作タイミングチャートについて図9を用いて説明する(本発明の動作タイミングチャートは図10で後述)。
<Operation of Physical Quantity Sensor Device>
FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the physical quantity sensor device. Before showing the operation timing chart of the present invention, an operation timing chart in a configuration that does not have the function of the present invention will be described with reference to FIG. 9 (the operation timing chart of the present invention will be described later with reference to FIG. 10).

〔期間t1〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、圧力情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、物理量センサ15で検出された圧力検出信号V2を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の圧力データpd1を出力する。 [Period t1] The multiplexer 16 enters the pressure information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the pressure detection signal V2 detected by the physical quantity sensor 15 in a high bit number mode, and outputs pressure data pd1 after A/D conversion.

〔期間t2〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、温度情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、NTCサーミスタRtと固定直列抵抗とで生成された分圧電圧V1を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の温度データtd1を出力する。また、論理回路13dは、圧力データpd1と、温度データtd1と、メモリ13eに格納されている補正係数とを用いて温度特性の補正演算を行って、補正後の圧力データp1を生成する。 [Period t2] The multiplexer 16 enters the temperature information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the divided voltage V1 generated by the NTC thermistor Rt and the fixed series resistor in a high bit number mode, and outputs temperature data td1 after A/D conversion. The logic circuit 13d also performs a temperature characteristic correction operation using the pressure data pd1, the temperature data td1, and the correction coefficient stored in the memory 13e to generate corrected pressure data p1.

〔期間t3〕エンコーダ13fは、圧力データp1をSENTプロトコルのフォーマットに変換し、出力バッファ14は、SENTプロトコルにもとづいて、圧力データp1の出力を開始する。 [Period t3] The encoder 13f converts the pressure data p1 into the format of the SENT protocol, and the output buffer 14 starts outputting the pressure data p1 based on the SENT protocol.

一方、マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、圧力情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、物理量センサ15で検出された圧力検出信号V2を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の圧力データpd2を出力する。 On the other hand, the multiplexer 16 is put into a pressure information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the pressure detection signal V2 detected by the physical quantity sensor 15 in a high bit number mode, and outputs pressure data pd2 after A/D conversion.

〔期間t4〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、温度情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、NTCサーミスタRtと固定直列抵抗とで生成された分圧電圧V1を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の温度データtd2を出力する。また、論理回路13dは、圧力データpd2と、温度データtd2と、メモリ13eに格納されている補正係数を用いて温度特性の補正演算を行って、補正後の圧力データp2を生成する。 [Period t4] The multiplexer 16 enters the temperature information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the divided voltage V1 generated by the NTC thermistor Rt and the fixed series resistor in a high bit number mode, and outputs temperature data td2 after A/D conversion. The logic circuit 13d also performs a temperature characteristic correction operation using the pressure data pd2, the temperature data td2, and the correction coefficient stored in the memory 13e to generate corrected pressure data p2.

一方、圧力データp1の出力が終了される。また、エンコーダ13fは、圧力データp2をSENTプロトコルのフォーマットに変換し、出力バッファ14は、SENTプロトコルにもとづいて、圧力データp2の出力を開始する。以降同様に繰り返される。 On the other hand, the output of the pressure data p1 is terminated. Also, the encoder 13f converts the pressure data p2 into the format of the SENT protocol, and the output buffer 14 starts outputting the pressure data p2 based on the SENT protocol. This is repeated in the same way.

図10は物理量センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。図7に示した本発明の物理量センサ装置10aの動作タイミングチャートである。
〔期間t1〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、圧力情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、物理量センサ15で検出された圧力検出信号V2(物理量検出信号)を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の圧力データPd1(第1の物理量検出データ)を出力する。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the physical quantity sensor device. 8 is an operation timing chart of the physical quantity sensor device 10a of the present invention shown in FIG. 7;
[Period t1] The multiplexer 16 enters the pressure information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the pressure detection signal V2 (physical quantity detection signal) detected by the physical quantity sensor 15 in a high bit number mode, and converts the A/D-converted pressure data Pd1 (first physical quantity detection data).

〔期間t2〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、温度情報の出力状態になる。
(期間t2a)A/D変換器13cは、ビット数切替信号d1にもとづき低ビット数モードになって、低ビット数モードで分圧電圧V1をA/D変換した第1の温度データを出力する。また、直列抵抗判定回路13aは、第1の温度データが温度依存性非飽和領域に入るような最適直列抵抗の判定を行い、最適直列抵抗を選択する。
[Period t2] The multiplexer 16 enters the temperature information output state based on the physical quantity switching signal d2.
(Period t2a) The A/D converter 13c enters the low bit number mode based on the bit number switching signal d1, and outputs the first temperature data obtained by A/D converting the divided voltage V1 in the low bit number mode. . Also, the series resistance determination circuit 13a determines the optimum series resistance such that the first temperature data falls within the temperature dependent non-saturation region, and selects the optimum series resistance.

(期間t2b)A/D変換器13cは、ビット数切替信号d1にもとづき高ビット数モードになって、NTCサーミスタRtと、選択された最適直列抵抗とで生成された分圧電圧V1をA/D変換し、A/D変換後の温度データTd1(第2の温度データ)を出力する。 (Period t2b) The A/D converter 13c switches to the high bit number mode based on the bit number switching signal d1, and converts the divided voltage V1 generated by the NTC thermistor Rt and the selected optimum series resistor into an A/D converter. The temperature data Td1 (second temperature data) after D conversion and A/D conversion is output.

また、論理回路13dは、圧力データPd1と、温度データTd1と、メモリ13eに格納されている補正係数を用いて温度特性の補正演算を行って、補正後の圧力データP1(第2の物理量検出データ)を生成する。 Further, the logic circuit 13d performs a temperature characteristic correction operation using the pressure data Pd1, the temperature data Td1, and the correction coefficient stored in the memory 13e, and the corrected pressure data P1 (second physical quantity detection data).

〔期間t3〕エンコーダ13fは、圧力データP1をSENTプロトコルのフォーマットに変換し、出力バッファ14は、SENTプロトコルにもとづいて、圧力データP1の出力を開始する。 [Period t3] The encoder 13f converts the pressure data P1 into the format of the SENT protocol, and the output buffer 14 starts outputting the pressure data P1 based on the SENT protocol.

一方、マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、圧力情報の出力状態になる。A/D変換器13cは、物理量センサ15で検出された圧力検出信号V2を高ビット数モードでA/D変換し、A/D変換後の圧力データPd2を出力する。 On the other hand, the multiplexer 16 is put into a pressure information output state based on the physical quantity switching signal d2. The A/D converter 13c A/D-converts the pressure detection signal V2 detected by the physical quantity sensor 15 in a high bit number mode, and outputs pressure data Pd2 after A/D conversion.

〔期間t4〕マルチプレクサ16は、物理量切替信号d2にもとづいて、温度情報の出力状態になる。
(期間t4a)A/D変換器13cは、ビット数切替信号d1にもとづき低ビット数モードになって、低ビット数モードで分圧電圧V1をA/D変換した第1の温度データを出力する。また、直列抵抗判定回路13aは、第1の温度データが温度依存性非飽和領域に入るような最適直列抵抗の判定を行い、最適直列抵抗を選択する。
[Period t4] The multiplexer 16 enters the temperature information output state based on the physical quantity switching signal d2.
(Period t4a) The A/D converter 13c enters the low bit number mode based on the bit number switching signal d1, and outputs the first temperature data obtained by A/D converting the divided voltage V1 in the low bit number mode. . Also, the series resistance determination circuit 13a determines the optimum series resistance such that the first temperature data falls within the temperature dependent non-saturation region, and selects the optimum series resistance.

(期間t4b)A/D変換器13cは、ビット数切替信号d1にもとづき高ビット数モードになって、NTCサーミスタRtと、選択された最適直列抵抗とで生成された分圧電圧V1をA/D変換し、A/D変換後の温度データTd2を出力する。 (Period t4b) The A/D converter 13c switches to the high bit number mode based on the bit number switching signal d1, and converts the divided voltage V1 generated by the NTC thermistor Rt and the selected optimum series resistance to A/D. It is D-converted and outputs temperature data Td2 after A/D conversion.

また、論理回路13dは、圧力データPd2と、温度データTd2と、メモリ13eに格納されている補正係数を用いて温度特性の補正演算を行って、補正後の圧力データP2を生成する。 The logic circuit 13d also performs a temperature characteristic correction operation using the pressure data Pd2, the temperature data Td2, and the correction coefficient stored in the memory 13e to generate corrected pressure data P2.

一方、圧力データP1の出力が終了される。また、エンコーダ13fは、圧力データP2をSENTプロトコルのフォーマットに変換し、出力バッファ14は、SENTプロトコルにもとづいて、圧力データP2の出力を開始する。以降同様に繰り返される。 On the other hand, the output of the pressure data P1 is terminated. Further, the encoder 13f converts the pressure data P2 into the SENT protocol format, and the output buffer 14 starts outputting the pressure data P2 based on the SENT protocol. This is repeated in the same way.

このように、本発明では、マルチプレクサ16の物理量の切替により、論理回路13dは圧力データと温度データとを順次取得し、圧力データに対して温度データと補正係数とにもとづいて補正演算を行う。そして、補正した圧カデータは、SENTフォーマットに変換されて例えば、ECUに送信される。 Thus, in the present invention, by switching the physical quantity of the multiplexer 16, the logic circuit 13d sequentially acquires the pressure data and the temperature data, and corrects the pressure data based on the temperature data and the correction coefficient. The corrected pressure data is then converted into the SENT format and transmitted to, for example, the ECU.

この場合、温度データを取得する際には、図6に示したフローチャートにしたがって、A/D変換器13cを低ビット数モードで動作させて直列抵抗の選択処理を行い、最適直列抵抗を選択した後はA/D変換器13cを高ビット数モードで動作させて温度データを取得する。したがって、図9に示すように常に高ビット数モードで動作を行う場合に比べて、物理量センサ装置10aでは、最適直列抵抗の選択から温度データの取得までの処理を短時間で効率よく行うことが可能になる。 In this case, when acquiring the temperature data, the A/D converter 13c was operated in the low bit number mode according to the flowchart shown in FIG. After that, the A/D converter 13c is operated in the high bit number mode to obtain the temperature data. Therefore, in the physical quantity sensor device 10a, processing from selection of the optimum series resistance to acquisition of temperature data can be performed efficiently in a short time compared to the case of always operating in the high bit number mode as shown in FIG. be possible.

例えばSENTプロトコルでは1メッセージの送信時間が規定されているため、図9に示すように常に高ビット数モードで動作を行う場合、最適直列抵抗を選択する時間が確保できず直列抵抗を選択する機能を実装することが困難である。これに対して、最適直列抵抗を選択する際に低ビット数モードで動作させる本発明では、最適直列抵抗を選択することによって分圧電圧抵抗温度依存性が大きい(精度が出る)領域を使用できるため、高精度に温度特性を補正することが可能となる。 For example, the SENT protocol stipulates the transmission time for one message, so when operating in the high bit number mode as shown in FIG. is difficult to implement. On the other hand, in the present invention, which operates in the low-bit number mode when selecting the optimum series resistance, by selecting the optimum series resistance, it is possible to use a region in which the division voltage resistance temperature dependence is large (accuracy is obtained). Therefore, it is possible to correct the temperature characteristic with high accuracy.

<補正演算>
次に補正演算について説明する。温度依存性を有する物理量の補正演算には例えば、特許文献2に記載の以下のような補正演算を用いることができる。
<Correction calculation>
Next, correction calculation will be described. For the correction calculation of the physical quantity having temperature dependence, for example, the following correction calculation described in Patent Document 2 can be used.

図11は理想圧力データと測定圧力データとの関係を示す図である。縦軸は理想圧力データであり、横軸は測定圧力データである。グラフk11は低温時の理想圧力データと測定圧力データとの関係を示し、グラフk12は中温時の理想圧力データと測定圧力データとの関係を示し、グラフk13は高温時の理想圧力データと測定圧力データとの関係を示している。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between ideal pressure data and measured pressure data. The vertical axis is ideal pressure data, and the horizontal axis is measured pressure data. Graph k11 shows the relationship between ideal pressure data and measured pressure data at low temperatures, graph k12 shows the relationship between ideal pressure data and measured pressure data at medium temperatures, and graph k13 shows the ideal pressure data and measured pressure data at high temperatures. It shows the relationship with the data.

グラフk11、k12、k13を最小二乗法により二次曲線に近似すると、以下の式(1a)、(1b)、(1c)となる。式(1a)は低温時のグラフk11の二次曲線であり、式(1b)は中温時のグラフk12の二次曲線であり、式(1c)は高温時のグラフk13の二次曲線である。なお、a、b、c(n=1、2、3)は補正係数である。 By approximating the graphs k11, k12, and k13 to quadratic curves by the method of least squares, the following equations (1a), (1b), and (1c) are obtained. Formula (1a) is the quadratic curve of graph k11 at low temperature, formula (1b) is the quadratic curve of graph k12 at medium temperature, and formula (1c) is the quadratic curve of graph k13 at high temperature. . Note that an, bn , and cn (n=1, 2, 3) are correction coefficients .

y=a+bx+c・・・(1a)
y=a+bx+c・・・(1b)
y=a+bx+c・・・(1c)
図12は補正係数と温度データとの関係を示す図である。縦軸は補正係数値であり、横軸は温度データである。グラフk21は補正係数aのときの温度データの変化を示し、グラフk22は補正係数bのときの温度データの変化を示し、グラフk23は補正係数cのときの温度データの変化を示している。
y= a1x2 + b1x + c1 ( 1a)
y = a2x2 + b2x + c2 (1b)
y = a3x2 + b3x + c3 (1c)
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between correction coefficients and temperature data. The vertical axis is the correction coefficient value, and the horizontal axis is the temperature data. Graph k21 shows changes in temperature data with correction coefficient an , graph k22 shows changes in temperature data with correction coefficient bn , and graph k23 shows changes in temperature data with correction coefficient cn . ing.

各補正係数についてさらに最小二乗法により二次曲線に近似すると、以下の式(2a)、(2b)、(2c)となる。式(2a)は二次の補正係数anに関する二次曲線a(Temp)であり、式(2b)は一次の補正係数bnに関する二次曲線b(Temp)であり、式(2c)は定数cnに関する二次曲線c(Temp)である。 Approximating each correction coefficient to a quadratic curve by the method of least squares yields the following equations (2a), (2b), and (2c). Equation (2a) is the quadratic curve a (Temp) with respect to the second-order correction factor an, Equation (2b) is the quadratic curve b (Temp) with respect to the first-order correction factor bn, and Equation (2c) is the constant cn is a quadratic curve c (Temp) for .

(Temp)=aT2+aT1x+aTc・・・(2a)
(Temp)=bT2+bT1x+bTc・・・(2b)
(Temp)=cT2+cT1x+cTc・・・(2c)
上記の式(2a)、(2b)、(2c)から得られる9個の補正係数を保持しておく。そして逆算して圧力データが求められる。例えば、温度データからa(Temp)、b(Temp)およびc(Temp)を算出し、a(Temp)、b(Temp)およびc(Temp)と、測定圧力データの値から所望の圧力データが求められる。
a (Temp) = a T2 x 2 + a T1 x + a Tc (2a)
b (Temp) = b T2 x 2 + b T1 x + b Tc (2b)
c (Temp) = cT2x2 + cT1x + cTc ( 2c)
Nine correction coefficients obtained from the above equations (2a), (2b) and (2c) are held. Then, the pressure data is obtained by back calculation. For example, a (Temp) , b (Temp) and c (Temp) are calculated from temperature data, and desired pressure data is obtained from a (Temp) , b (Temp) and c (Temp) and measured pressure data values. Desired.

<低/高ビット数モードに応じたA/D変換器の動作電圧の範囲の可変制御>
次にA/D変換器の動作電圧の範囲を、低ビット数モードまたは高ビット数モードに応じて可変的に切り替える制御について説明する。
<Variable control of operating voltage range of A/D converter according to low/high bit number mode>
Next, control for variably switching the operating voltage range of the A/D converter according to the low bit number mode or the high bit number mode will be described.

図13はA/D変換器の動作電圧の範囲を示す図である。図5に示した直列抵抗ごとの分圧電圧の温度依存性を示すグラフに対して、図2に示した半導体装置10におけるA/D変換器13cの動作電圧の範囲Hv1が示されている。 FIG. 13 is a diagram showing the operating voltage range of the A/D converter. The operating voltage range Hv1 of the A/D converter 13c in the semiconductor device 10 shown in FIG. 2 is shown with respect to the graph showing the temperature dependence of the divided voltage for each series resistor shown in FIG.

半導体装置10では、上述したように、最適直列抵抗を選択する期間では、A/D変換器13cを低ビット数モードで動作させ、最適直列抵抗の選択後は、A/D変換器13cを高ビット数モードで動作させている。 In the semiconductor device 10, as described above, the A/D converter 13c is operated in the low bit number mode during the period of selecting the optimum series resistance, and after the selection of the optimum series resistance, the A/D converter 13c is operated in the high mode. It's running in bit mode.

また、このような制御を行う場合、半導体装置10では、A/D変換器13cの動作電圧の範囲Hv1は、基準電源端子VSSに入力される基準電源電圧(例えば、GND(0V))から基準電圧生成回路11aで生成される基準電圧VREF(例えば、5V)までの範囲となっている。 Further, when performing such control, in the semiconductor device 10, the operating voltage range Hv1 of the A/D converter 13c is set from the reference power supply voltage (eg, GND (0V)) input to the reference power supply terminal VSS. The range is up to the reference voltage VREF (eg, 5 V) generated by the voltage generation circuit 11a.

すなわち、半導体装置10では、低ビット数モード時のA/D変換においても、高ビット数モード時のA/D変換においても、0V~5Vの同じ動作電圧の範囲Hv1でA/D変換を行っている。 That is, in the semiconductor device 10, A/D conversion is performed in the same operating voltage range Hv1 from 0 V to 5 V in both the A/D conversion in the low bit number mode and the A/D conversion in the high bit number mode. ing.

しかし、分圧電圧が閾値Aから閾値Bの間の温度依存性非飽和領域に入るような抵抗値を有する最適直列抵抗を選択した後の、A/D変換器13cにおける高ビット数モードの動作では、閾値Aから閾値Bの範囲の電圧が動作電圧としてA/D変換器13cに入力されればよい。 However, after selecting an optimum series resistor with a resistance value such that the divided voltage falls into the temperature dependent desaturation region between threshold A and threshold B, the high bit number mode of operation in A/D converter 13c Then, the voltage in the range from the threshold A to the threshold B should be input to the A/D converter 13c as the operating voltage.

ここで、A/D変換器13cのビット分解能が例えば、12ビットとする。この場合、4096(=212)階調であるから、1階調の電圧幅(量子化誤差)は、1.2mV(=5V÷4096)になる。 Here, it is assumed that the bit resolution of the A/D converter 13c is 12 bits, for example. In this case, since there are 4096 (=2 12 ) gradations, the voltage width (quantization error) of one gradation is 1.2 mV (=5V/4096).

仮に、閾値Aの電圧を1.25Vとし、閾値Bの電圧を3.75Vとすると、A/D変換器13cが高ビット数モードで動作する場合では、0V~1.25Vに対応する0~1023LSB(Least Significant Byte)の階調と、1.25V~5Vに対応する3072~4095LSBの階調とはそもそも取ることがない。 Assuming that the voltage of the threshold A is 1.25 V and the voltage of the threshold B is 3.75 V, when the A/D converter 13c operates in the high bit number mode, 0 V to 1.25 V corresponding to 0 V to 1.25 V The gradation of 1023LSB (Least Significant Byte) and the gradation of 3072 to 4095LSB corresponding to 1.25V to 5V are not used in the first place.

このため、A/D変換器13cが高ビット数モードで動作する場合には、0V~5Vの範囲Hv1の動作電圧をA/D変換器13cに入力する必要はなく、閾値A(所定電圧範囲の下限電圧)から閾値B(所定電圧範囲の上限電圧)の範囲の電圧が動作電圧としてA/D変換器13cに入力されればよい。 Therefore, when the A/D converter 13c operates in the high bit number mode, it is not necessary to input the operating voltage in the range Hv1 of 0 V to 5 V to the A/D converter 13c. ) to the threshold value B (the upper limit voltage of the predetermined voltage range) may be input to the A/D converter 13c as the operating voltage.

したがって、本発明におけるA/D変換器13cの動作電圧の範囲の可変制御では、低ビット数モード時のA/D変換および高ビット数モード時のA/D変換に応じて、A/D変換器13cに入力する動作電圧の範囲を効率よく切り替えて制御するものである。 Therefore, in the variable control of the operating voltage range of the A/D converter 13c in the present invention, A/D conversion is performed according to the A/D conversion in the low bit number mode and the A/D conversion in the high bit number mode. The range of the operating voltage input to the device 13c is efficiently switched and controlled.

図14はA/D変換器の動作電圧の範囲を示す図である。図5に示した直列抵抗ごとの分圧電圧の温度依存性を示すグラフに対して、低/高ビット数モードに応じて可変するA/D変換器13cの動作電圧の範囲Hv1、Hv2が示されている。 FIG. 14 is a diagram showing the operating voltage range of the A/D converter. Ranges Hv1 and Hv2 of the operating voltage of the A/D converter 13c that vary according to the low/high bit number mode are shown in the graph showing the temperature dependence of the divided voltage for each series resistor shown in FIG. It is

A/D変換器13cが低ビット数モードで動作する場合には0V~5Vの範囲Hv1の動作電圧をA/D変換器13cに入力し、A/D変換器13cが高ビット数モードで動作する場合には閾値Aから閾値B(1.25V~3.75V)の範囲Hv2の動作電圧をA/D変換器13cに入力するように制御する。 When the A/D converter 13c operates in the low bit number mode, an operating voltage in the range Hv1 of 0 V to 5 V is input to the A/D converter 13c, and the A/D converter 13c operates in the high bit number mode. In this case, the A/D converter 13c is controlled to receive an operating voltage in the range Hv2 from the threshold A to the threshold B (1.25 V to 3.75 V).

図15は半導体装置の構成の一例を示す図である。半導体装置10-1は、図2の半導体装置10に対して、A/D変換器13cに対する動作電圧の範囲の可変制御機能をさらに有する装置である。半導体装置10-1は、基準電圧生成回路11a1およびデジタル回路13-1を備える。デジタル回路13-1は、マルチプレクサ13g1、13g2を含む。その他の構成要素は、図2の半導体装置10と同じである。 FIG. 15 is a diagram showing an example of the configuration of a semiconductor device. The semiconductor device 10-1 is a device that further has a variable control function of the operating voltage range for the A/D converter 13c, in contrast to the semiconductor device 10 of FIG. The semiconductor device 10-1 includes a reference voltage generation circuit 11a1 and a digital circuit 13-1. The digital circuit 13-1 includes multiplexers 13g1 and 13g2. Other components are the same as those of the semiconductor device 10 of FIG.

基準電圧生成回路11a1は、内部電源電圧V0から基準電圧VREF1、VREF2、VREF3を生成し、基準電圧VREF1、VREF2をマルチプレクサ13g1に供給し、基準電圧VREF3をマルチプレクサ13g2に供給する。なお、基準電圧VREF1は例えば、5Vである。また、基準電圧VREF2は閾値Bの電圧であり、例えば、3.75Vである。基準電圧VREF3は閾値Aの電圧であり、例えば、1.25Vである。 The reference voltage generation circuit 11a1 generates reference voltages VREF1, VREF2 and VREF3 from the internal power supply voltage V0, supplies the reference voltages VREF1 and VREF2 to the multiplexer 13g1, and supplies the reference voltage VREF3 to the multiplexer 13g2. Note that the reference voltage VREF1 is, for example, 5V. Also, the reference voltage VREF2 is the voltage of the threshold B, for example, 3.75V. The reference voltage VREF3 is the voltage of the threshold A and is, for example, 1.25V.

マルチプレクサ13g1において、マルチプレクサ13g1の一方の入力端子aには基準電圧VREF1が入力され、他方の入力端子bには基準電圧VREF2が入力される。また、マルチプレクサ13g1の入力切替端子には、直列抵抗判定回路13aから出力されるビット数切替信号d1が入力される。マルチプレクサ13g1の出力信号は、A/D変換器13cの端子VH(高電位側動作電圧入力端子)に入力される。 In the multiplexer 13g1, the reference voltage VREF1 is input to one input terminal a of the multiplexer 13g1, and the reference voltage VREF2 is input to the other input terminal b. A bit number switching signal d1 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the input switching terminal of the multiplexer 13g1. The output signal of the multiplexer 13g1 is input to the terminal VH (high potential side operating voltage input terminal) of the A/D converter 13c.

マルチプレクサ13g2において、マルチプレクサ13g2の一方の入力端子aはGNDに接続され、他方の入力端子bには基準電圧VREF3が入力される。また、マルチプレクサ13g2の入力切替端子には、直列抵抗判定回路13aから出力されるビット数切替信号d1が入力される。マルチプレクサ13g2の出力信号は、A/D変換器13cの端子VL(低電位側動作電圧入力端子)に入力される。 In the multiplexer 13g2, one input terminal a of the multiplexer 13g2 is connected to GND, and the reference voltage VREF3 is input to the other input terminal b. Further, the bit number switching signal d1 output from the series resistance determination circuit 13a is input to the input switching terminal of the multiplexer 13g2. The output signal of the multiplexer 13g2 is input to the terminal VL (low potential side operating voltage input terminal) of the A/D converter 13c.

(低ビット数モード時のA/D変換器13cの動作電圧の範囲)
直列抵抗判定回路13aは、A/D変換器13cにビット数切替信号d1を送信してA/D変換器13cのビット数モードを低ビット数モードに設定する。マルチプレクサ13g1は、低ビット数モード設定時のビット数切替信号d1を受信すると、入力端子aに入力される基準電圧VREF1(5V)を選択して、A/D変換器13cの端子VHに基準電圧VREF1(5V)を出力する。
(Operating voltage range of A/D converter 13c in low bit number mode)
The series resistance determination circuit 13a transmits the bit number switching signal d1 to the A/D converter 13c to set the bit number mode of the A/D converter 13c to the low bit number mode. When the multiplexer 13g1 receives the bit number switching signal d1 when the low bit number mode is set, it selects the reference voltage VREF1 (5V) input to the input terminal a, and applies the reference voltage to the terminal VH of the A/D converter 13c. Output VREF1 (5V).

また、マルチプレクサ13g2は、低ビット数モード設定時のビット数切替信号d1を受信すると、入力端子aに入力されるGND(0V)を選択して、A/D変換器13cの端子VLに0Vを出力する。したがって、A/D変換器13cは、低ビット数モードでA/D変換を行う場合には、0V~5Vの範囲(図14の範囲Hv1)の動作電圧でA/D変換を行うことになる。 When the multiplexer 13g2 receives the bit number switching signal d1 when the low bit number mode is set, it selects the GND (0 V) input to the input terminal a and applies 0 V to the terminal VL of the A/D converter 13c. Output. Therefore, when performing A/D conversion in the low bit number mode, the A/D converter 13c performs A/D conversion with an operating voltage in the range of 0V to 5V (range Hv1 in FIG. 14). .

(高ビット数モード時のA/D変換器13cの動作電圧の範囲)
直列抵抗判定回路13aは、最適直列抵抗が決定された後、A/D変換器13cにビット数切替信号d1を送信してA/D変換器13cのビット数モードを高ビット数モードに設定する。マルチプレクサ13g1は、高ビット数モード設定時のビット数切替信号d1を受信すると、入力端子bに入力される基準電圧VREF2(3.75V:閾値B)を選択して、A/D変換器13cの端子VHに基準電圧VREF2(3.75V:閾値B)を出力する。
(Operating voltage range of A/D converter 13c in high bit number mode)
After the optimum series resistance is determined, the series resistance determination circuit 13a transmits the bit number switching signal d1 to the A/D converter 13c to set the bit number mode of the A/D converter 13c to the high bit number mode. . When the multiplexer 13g1 receives the bit number switching signal d1 when the high bit number mode is set, the multiplexer 13g1 selects the reference voltage VREF2 (3.75 V: threshold value B) input to the input terminal b, and the A/D converter 13c A reference voltage VREF2 (3.75 V: threshold B) is output to the terminal VH.

また、マルチプレクサ13g2は、高ビット数モード設定時のビット数切替信号d1を受信すると、入力端子bに入力される基準電圧VREF3(1.25V:閾値A)を選択して、A/D変換器13cの端子VLに基準電圧VREF3(1.25V:閾値A)を出力する。したがって、A/D変換器13cは、高ビット数モードでA/D変換を行う場合には、1.25V~3.75Vの範囲(図14の範囲Hv2)の動作電圧でA/D変換を行うことになる。 When the multiplexer 13g2 receives the bit number switching signal d1 when the high bit number mode is set, the multiplexer 13g2 selects the reference voltage VREF3 (1.25 V: threshold value A) input to the input terminal b, and the A/D converter A reference voltage VREF3 (1.25 V: threshold value A) is output to the terminal VL of 13c. Therefore, when performing A/D conversion in the high bit number mode, the A/D converter 13c performs A/D conversion with an operating voltage in the range of 1.25 V to 3.75 V (range Hv2 in FIG. 14). will do.

図16は物理量センサ装置の構成の一例を示す図である。物理量センサ装置10a-1は、図7の物理量センサ装置10aに対して、A/D変換器13cに対する動作電圧の範囲の可変制御機能をさらに有する装置である。 FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of a physical quantity sensor device. The physical quantity sensor device 10a-1 is a device that, in contrast to the physical quantity sensor device 10a of FIG. 7, further has a variable control function for the operating voltage range for the A/D converter 13c.

物理量センサ装置10a-1は、基準電圧生成回路11a1およびデジタル回路13-1を備える。デジタル回路13-1は、マルチプレクサ13g1、13g2を含む。その他の構成要素は、図7の物理量センサ装置10aと同じである。なお、物理量センサ装置10a-1における低/高ビット数モード時のA/D変換器13cの動作電圧の範囲の切替制御は、図15で上述した切替制御と同じであるため説明は省略する。 A physical quantity sensor device 10a-1 includes a reference voltage generation circuit 11a1 and a digital circuit 13-1. The digital circuit 13-1 includes multiplexers 13g1 and 13g2. Other components are the same as those of the physical quantity sensor device 10a of FIG. Note that the switching control of the operating voltage range of the A/D converter 13c in the low/high bit number mode in the physical quantity sensor device 10a-1 is the same as the switching control described above with reference to FIG. 15, so the description thereof will be omitted.

ここで、半導体装置10-1では、NTCサーミスタRtに接続される直列抵抗のうちから最適抵抗を選択する段階では、NTCサーミスタRtと直列抵抗選択回路13aで選択された直列抵抗とで内部電源電圧V0が分圧された分圧電圧V1の入力範囲を広くA/D変換することを要する。また、最適抵抗を選択する段階では、A/D変換器13cは低ビット数モードで動作する。 Here, in the semiconductor device 10-1, in the stage of selecting the optimum resistance from among the series resistances connected to the NTC thermistor Rt, the internal power supply voltage is determined by the NTC thermistor Rt and the series resistance selected by the series resistance selection circuit 13a. It is necessary to A/D convert a wide input range of the divided voltage V1 obtained by dividing V0. Also, in the stage of selecting the optimum resistance, the A/D converter 13c operates in the low bit number mode.

このため、上記のように、半導体装置10-1では、A/D変換器13cが低ビット数モードで高速動作する場合には、閾値Aよりも低い電圧と閾値Bよりも高い電圧をA/D変換器13cに入力して、A/D変換器13cの動作電圧の範囲を範囲Hv1(0V~5V)として広くとる。 Therefore, as described above, in the semiconductor device 10-1, when the A/D converter 13c operates at high speed in the low bit number mode, a voltage lower than the threshold A and a voltage higher than the threshold B are converted into A/D converters. The voltage is input to the D converter 13c to widen the operating voltage range of the A/D converter 13c as the range Hv1 (0 V to 5 V).

一方、最適直列抵抗を選択した後は、分圧電圧V1は温度依存性非飽和領域である閾値Aから閾値Bの範囲内であることが確定する。また、最適直列抵抗を選択した後は、A/D変換器13cは高ビット数モードで動作する。 On the other hand, after selecting the optimum series resistance, it is determined that the divided voltage V1 is within the range from threshold A to threshold B, which is the temperature dependent non-saturation region. Also, after selecting the optimum series resistance, the A/D converter 13c operates in the high bit number mode.

このため、上記のように、半導体装置10-1では、A/D変換器13cが高ビット数モードで低速動作する場合には、A/D変換器13cの動作電圧の範囲を閾値Aから閾値Bの範囲Hv2にして狭める。物理量センサ装置10a-1においても同様の制御である。 Therefore, as described above, in the semiconductor device 10-1, when the A/D converter 13c operates at low speed in the high bit number mode, the operating voltage range of the A/D converter 13c is set from the threshold A to the threshold The range of B is narrowed to Hv2. The same control is applied to the physical quantity sensor device 10a-1.

このように、本発明によれば、低/高ビット数モードに応じてA/D変換器の動作電圧の範囲を可変に制御することにより、量子化誤差を低減して高精度にA/D変換を行うことが可能になる。例えば、A/D変換器13cのビット分解能が12ビットの場合、4096(=212)階調であり、また、閾値Aの電圧を1.25Vとし、閾値Bの電圧を3.75Vとする。 Thus, according to the present invention, by variably controlling the operating voltage range of the A/D converter according to the low/high bit number mode, the quantization error is reduced and the A/D conversion is performed with high accuracy. conversion can be done. For example, when the bit resolution of the A/D converter 13c is 12 bits, there are 4096 (=2 12 ) gradations, the voltage of threshold A is 1.25 V, and the voltage of threshold B is 3.75 V. .

このとき、A/D変換器13cが高ビット数モードで動作する場合、1階調の電圧幅(量子化誤差)は0.6mV(=(3.75V-1.25V)÷4096)となり、上述の1.2mV(=5V÷4096)に対して分解能が2倍高くなる。 At this time, when the A/D converter 13c operates in the high bit number mode, the voltage width (quantization error) of one gradation is 0.6 mV (=(3.75V-1.25V)/4096). The resolution is twice as high as the above 1.2 mV (=5V/4096).

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。さらに、前述した実施の形態のうちの任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。 Although the embodiment has been exemplified above, the configuration of each part shown in the embodiment can be replaced with another one having the same function. Also, any other components or steps may be added. Furthermore, any two or more configurations (features) of the above-described embodiments may be combined.

1 半導体装置
1a 内部電源生成回路
1b 直列抵抗選択回路
1c A/D変換器
1d 制御回路
Rg 直列抵抗群
Rt NTCサーミスタ
VCC 電源端子
VSS 基準電源端子
V0 内部電源電圧
V1 分圧電圧
V1d 分圧電圧データ
sel 選択信号
d1 ビット数切替信号
St1、St2 状態
1 semiconductor device 1a internal power supply generation circuit 1b series resistor selection circuit 1c A/D converter 1d control circuit Rg series resistor group Rt NTC thermistor VCC power supply terminal VSS reference power supply terminal V0 internal power supply voltage V1 divided voltage V1d divided voltage data sel Selection signal d1 Bit number switching signal St1, St2 State

Claims (19)

温度検出用のサーミスタと、
前記サーミスタに直列接続される直列抵抗群を含み、選択信号にもとづいて前記直列抵抗群のうちから直列抵抗を選択する直列抵抗選択回路と、
前記サーミスタと前記直列抵抗とで内部電源電圧が分圧された分圧電圧をアナログ/デジタル変換して分圧電圧データを出力するアナログ/デジタル変換器と、
前記直列抵抗の選択期間では前記アナログ/デジタル変換器を低ビット数モードで動作させて前記分圧電圧データが所定電圧範囲に入る最適直列抵抗を選択し、前記最適直列抵抗の選択後、前記アナログ/デジタル変換器を高ビット数モードで動作させる制御回路と、
を有する半導体装置。
a thermistor for temperature detection;
a series resistor selection circuit including a series resistor group connected in series with the thermistor and selecting a series resistor from the series resistor group based on a selection signal;
an analog/digital converter that analog/digital converts a divided voltage obtained by dividing the internal power supply voltage by the thermistor and the series resistor and outputs divided voltage data;
In the series resistor selection period, the analog/digital converter is operated in a low bit number mode to select an optimum series resistance in which the divided voltage data falls within a predetermined voltage range, and after the selection of the optimum series resistance, the analog a control circuit for operating the /digital converter in a high bit number mode;
A semiconductor device having
前記所定電圧範囲は、測定対象の温度レンジのうちで分圧電圧温度依存性が非飽和となる非飽和領域に対応する電圧範囲である、請求項1記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said predetermined voltage range is a voltage range corresponding to a non-saturated region in which the temperature dependence of the divided voltage is non-saturated within the temperature range to be measured. 前記直列抵抗選択回路は、前記直列抵抗群と、前記選択信号にもとづいて前記直列抵抗群のうちから前記直列抵抗を選択するスイッチ群と、を有する請求項1記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said series resistance selection circuit comprises said series resistance group and a switch group for selecting said series resistance from said series resistance group based on said selection signal. 前記直列抵抗群は、単位直列抵抗の抵抗値を2の2乗倍して重みづけた抵抗値を有する複数の前記直列抵抗を含み、前記直列抵抗選択回路は、前記選択信号にもとづく前記スイッチ群の組み合わせにより前記直列抵抗の合成抵抗を選択する、請求項3記載の半導体装置。 The series resistor group includes a plurality of series resistors having resistance values that are weighted by multiplying the resistance value of the unit series resistor by 2 squared, and the series resistor selection circuit selects the switch group based on the selection signal. 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein a combined resistance of said series resistors is selected by a combination of . 前記最適直列抵抗の選択後の前記高ビット数モードで動作する前記アナログ/デジタル変換器から出力される前記分圧電圧データを通信規格に応じたフォーマットに変換して出力する出力部をさらに有する、請求項1記載の半導体装置。 An output unit for converting the divided voltage data output from the analog/digital converter operating in the high bit number mode after the selection of the optimum series resistance into a format corresponding to a communication standard and outputting the data, 2. The semiconductor device according to claim 1. 前記通信規格は、SENT(Single Edge Nibble Transmission)、PSI5(Peripheral Sensor Interface 5)またはDSI(Distributed System Interface)のうちの1つである、請求項5記載の半導体装置。 6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said communication standard is one of SENT (Single Edge Nibble Transmission), PSI5 (Peripheral Sensor Interface 5), and DSI (Distributed System Interface). 前記アナログ/デジタル変換器は、逐次比較型またはデルタシグマ型のアナログ/デジタル変換機能を有する、請求項1記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said analog/digital converter has a successive approximation type or delta-sigma type analog/digital conversion function. 前記制御回路は、前記アナログ/デジタル変換器を前記高ビット数モードで動作させる場合の第1の動作電圧の範囲を、前記低ビット数モードで動作させる場合の第2の動作電圧の範囲よりも狭くする、請求項1記載の半導体装置。 The control circuit sets the first operating voltage range when operating the analog/digital converter in the high bit number mode to be higher than the second operating voltage range when operating the analog/digital converter in the low bit number mode. 2. The semiconductor device of claim 1, narrowed. 前記制御回路は、
前記第1の動作電圧の範囲として、前記所定電圧範囲の上限電圧と下限電圧とを前記アナログ/デジタル変換器に入力し、
前記第2の動作電圧の範囲として、前記上限電圧よりも高い電圧と前記下限電圧よりも低い電圧とを前記アナログ/デジタル変換器に入力する、
請求項8記載の半導体装置。
The control circuit is
inputting an upper limit voltage and a lower limit voltage of the predetermined voltage range as the first operating voltage range to the analog/digital converter;
inputting a voltage higher than the upper limit voltage and a voltage lower than the lower limit voltage to the analog/digital converter as the range of the second operating voltage;
9. The semiconductor device according to claim 8.
温度検出用のサーミスタと、
物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量センサと、
前記サーミスタに直列接続される直列抵抗群を含み、選択信号にもとづいて前記直列抵抗群のうちから直列抵抗を選択する直列抵抗選択回路と、
前記サーミスタと前記直列抵抗とで内部電源電圧が分圧された分圧電圧と、前記物理量検出信号とを切替信号にもとづき切り替えて出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから出力される前記分圧電圧および前記物理量検出信号をそれぞれアナログ/デジタル変換するアナログ/デジタル変換器と、
前記切替信号により前記マルチプレクサから前記物理量検出信号を出力させ、前記アナログ/デジタル変換器を高ビット数モードで動作させて、前記高ビット数モードで前記物理量検出信号をアナログ/デジタル変換させて第1の物理量検出データを取得し、
前記直列抵抗の選択期間では前記切替信号により前記マルチプレクサから前記分圧電圧を出力させ、前記アナログ/デジタル変換器を低ビット数モードで動作させて、前記低ビット数モードで前記分圧電圧をアナログ/デジタル変換させて得られる第1の温度データが所定電圧範囲に入る最適直列抵抗を選択し、
前記最適直列抵抗の選択後、前記アナログ/デジタル変換器を前記高ビット数モードで動作させて、前記高ビット数モードで前記分圧電圧をアナログ/デジタル変換させて第2の温度データを取得し、
前記第1の物理量検出データに対し、前記第2の温度データと補正係数とにもとづいて演算して第2の物理量検出データを生成する制御回路と、
を有する物理量センサ装置。
a thermistor for temperature detection;
a physical quantity sensor that detects a physical quantity and outputs a physical quantity detection signal;
a series resistor selection circuit including a series resistor group connected in series with the thermistor and selecting a series resistor from the series resistor group based on a selection signal;
a multiplexer that switches and outputs a divided voltage obtained by dividing the internal power supply voltage by the thermistor and the series resistor and the physical quantity detection signal based on a switching signal;
an analog/digital converter that analog/digital converts the divided voltage and the physical quantity detection signal output from the multiplexer;
The switching signal causes the multiplexer to output the physical quantity detection signal, the analog/digital converter is operated in the high bit number mode, the physical quantity detection signal is analog/digital converted in the high bit number mode, and the first Get the physical quantity detection data of
During the selection period of the series resistor, the switching signal causes the multiplexer to output the divided voltage, the analog/digital converter is operated in the low bit number mode, and the divided voltage is converted to analog in the low bit number mode. / Selecting the optimum series resistance in which the first temperature data obtained by digital conversion falls within a predetermined voltage range,
After selecting the optimum series resistance, the analog/digital converter is operated in the high bit number mode to analog/digital convert the divided voltage in the high bit number mode to obtain second temperature data. ,
a control circuit that calculates the first physical quantity detection data based on the second temperature data and a correction coefficient to generate second physical quantity detection data;
A physical quantity sensor device having
前記所定電圧範囲は、測定対象の温度レンジのうちで分圧電圧温度依存性が非飽和となる非飽和領域に対応する電圧範囲である、請求項10記載の物理量センサ装置。 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, wherein said predetermined voltage range is a voltage range corresponding to a non-saturated region in which the temperature dependency of the divided voltage is non-saturated within the temperature range of the object to be measured. 前記物理量センサは、温度依存性を有する前記物理量として圧力を検出する、請求項10記載の物理量センサ装置。 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, wherein said physical quantity sensor detects pressure as said physical quantity having temperature dependence. 前記直列抵抗選択回路は、前記直列抵抗群と、前記選択信号にもとづいて前記直列抵抗群のうちから前記直列抵抗を選択するスイッチ群と、を有する請求項10記載の物理量センサ装置。 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, wherein said series resistance selection circuit comprises said series resistance group and a switch group for selecting said series resistance from said series resistance group based on said selection signal. 前記直列抵抗群は、単位直列抵抗の抵抗値を2の2乗倍して重みづけた抵抗値を有する複数の前記直列抵抗を含み、前記直列抵抗選択回路は、前記選択信号にもとづく前記スイッチ群の組み合わせにより前記直列抵抗の合成抵抗を選択する、請求項13記載の物理量センサ装置。 The series resistor group includes a plurality of series resistors having resistance values that are weighted by multiplying the resistance value of the unit series resistor by 2 squared, and the series resistor selection circuit selects the switch group based on the selection signal. 14. The physical quantity sensor device according to claim 13, wherein a combined resistance of said series resistors is selected by a combination of . 前記第2の物理量検出データを通信規格に応じたフォーマットに変換して出力する出力部をさらに有する、請求項10記載の物理量センサ装置。 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, further comprising an output unit that converts the second physical quantity detection data into a format corresponding to a communication standard and outputs the format. 前記通信規格は、SENT(Single Edge Nibble Transmission)、PSI5(Peripheral Sensor Interface 5)またはDSI(Distributed System Interface)のうちの1つである、請求項15記載の物理量センサ装置。 16. The physical quantity sensor device according to claim 15, wherein said communication standard is one of SENT (Single Edge Nibble Transmission), PSI5 (Peripheral Sensor Interface 5), and DSI (Distributed System Interface). 前記アナログ/デジタル変換器は、逐次比較型またはデルタシグマ型のアナログ/デジタル変換機能を有する、請求項10記載の物理量センサ装置。 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, wherein said analog/digital converter has a successive approximation type or delta sigma type analog/digital conversion function. 前記制御回路は、前記アナログ/デジタル変換器を前記高ビット数モードで動作させる場合の第1の動作電圧の範囲を、前記低ビット数モードで動作させる場合の第2の動作電圧の範囲よりも狭くする、請求項10記載の物理量センサ装置。 The control circuit sets the first operating voltage range when operating the analog/digital converter in the high bit number mode to be higher than the second operating voltage range when operating the analog/digital converter in the low bit number mode. 11. The physical quantity sensor device according to claim 10, narrowed. 前記制御回路は、
前記第1の動作電圧の範囲として、前記所定電圧範囲の上限電圧と下限電圧とを前記アナログ/デジタル変換器に入力し、
前記第2の動作電圧の範囲として、前記上限電圧よりも高い電圧と前記下限電圧よりも低い電圧とを前記アナログ/デジタル変換器に入力する、
請求項18記載の物理量センサ装置。
The control circuit is
inputting an upper limit voltage and a lower limit voltage of the predetermined voltage range as the first operating voltage range to the analog/digital converter;
inputting a voltage higher than the upper limit voltage and a voltage lower than the lower limit voltage to the analog/digital converter as the range of the second operating voltage;
19. The physical quantity sensor device according to claim 18.
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